混凝土結構裂縫產生的原因及預防處理技術

王李忠

（甘肅第二建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730050）

1 引言

在中國近現代建筑的建造過程中，水泥是應用較為廣泛的建筑建材之一。但是受到外界因素和自然環境條件的共同影響，混凝土結構的建筑物中發生裂縫的狀況在不斷上升。要減少此類狀況的出現，就必須針對實際狀況對混凝土構件裂紋情況進行實地考察和研究，最后得出合理的解決辦法，從而提高建筑物的穩定性和安全系數。

2 混凝土結構出現裂縫的常見原因

2.1 材料原因

在建筑材料方面，主要有兩種因素，包括建筑材料的品質和建筑材料的配比。如果建筑材料質量不高，達不到施工使用規范的話，就會造成砼構件的結構密度出現破壞，所產生的結構瑕疵也會比較明顯。由于不同類型的建筑物所需要的材料配比也有所不同，如果不嚴格根據材質要求進行設計的話，建筑物的結構穩定性也會受到一定影響，從而形成了裂紋。例如對水泥進行挑選，要結合施工地點的環境，根據現場的溫濕度選擇性能符合的水泥，而在挑選砂石時，則要掌握挑選砂石的粒徑，保證其質量和比例達標。

在材料應用方面，在使用過程中，拉力問題是混凝土結構一定會產生的問題。一般情況下，建筑的力學問題都是處于一種平衡狀態。如果有外界環境的影響，例如溫度、濕度等，結構的抗拉能力就會下降，而在此時，一旦拉力繼續增加的話，也會產生很大的裂縫。

2.2 設計原因

設計不合理是建筑產生裂縫的比較常見的原因，其中包括整體結構不合理，支撐建筑的承重等方面。由于施工前期沒有對當地的地理、環境等做出科學的調研和實地考察等，沒有把各種外界條件考慮到施工中去，導致在施工中出現一系列的問題等，這些都是整體結構設計問題所產生的后果。另外，承重柱荷載相差甚多，致使受力不均，而樓板在受力不均勻的情況下，會產生沉降，更加加劇了受力不均的問題，使某個及某幾個承重柱的使用壽命迅速下降，然后逐漸加速結構零件的老化現象，從而導致混凝土結構出現裂縫。

2.3 施工原因

混凝土澆筑階段是在施工過程中極易產生裂縫的，在此過程中，板頂標高控制問題是施工人員很容易忽視的問題，如果在此階段并未及時準備相關的技術和防護措施的話，就不能有效保護鋼筋。振搗不足、澆筑不到位、保護結構層厚度過高等，也是混凝土出現裂縫的施工原因。另外，施工進度問題也會引發各種問題，如果一些施工隊為了趕工期，節約時間、節省成本的話，很可能部分施工承包方會采用提前拆模的方式，把混凝土澆筑時間進行大量的縮短，致使混凝土結構容易產生裂縫。

2.4 荷載及外界原因

荷載問題的產生，主要是由于周圍溫度變化比較大時，鋼筋表面受到大力的作用，產生裂紋。但是，此時的裂紋還不能影響到其抗拉效果。而隨著受力體積和壓強的進一步擴大，砼保護層也將發生強烈的熱剝離現象，一般在此情形下，砼結構裂紋還會進一步擴散，并隨45°轉角方向而繼續擴散，最后形成威脅混凝土結構強度與建筑使用安全性的大型裂縫。

裝修問題也有很大的影響，在部分建筑的裝修過程中，要求相關技術人員要充分了解建筑物，而如果前期準備工作做得不夠充分，為了提升裝修的美觀等效果，而忽視了重要因素，例如除去了建筑承重墻，結果就會導致建筑結構穩定性大大下降。不僅如此，隨著建筑的不斷增加，施工人員為了縮短工期，就會產生不斷的暴力裝修等問題，嚴重損壞了建筑的內部結構，從而降低了建筑的使用壽命。自然災害的發生，這也是建筑結構產生裂縫的主要原因之一。同時，一些人為原因，例如火災等，也會加速裂縫的產生。

2.5 養護與管理原因

由于建筑成本的增加，使得建筑工程在之后的使用過程中，人們開始逐漸重視建筑的后期管理等問題。一般建筑物只能使用50年，在之后的架構裂縫現象就會產生。一旦裂縫產生，而且未能在短時間內得到及時的修復和處理，那裂縫就會變得越來越大，同時也會越來越深，給建筑的使用帶來巨大的安全隱患。

而部分地區由于經濟等問題，建筑管理部門沒有足夠的資金以及人力、物力等，導致建筑的養護與管理不夠上心，后期，萬一發現問題，施工人員也不會及時解決裂縫等結構問題。這樣不僅使結構問題越來越嚴重，而且后期解決起來也會更加麻煩。

2.6 結構裂縫原因

現澆樓板的強度如不合格，在即使可以滿足施工建筑的技術標準狀況下，也無法滿足建筑物的安全使用標準。這將會使施工建筑物處在一種比較危險的環境中，造成建筑裂紋的形成。建筑物若在設計與施工的過程中沒有同時達到施工規范與安全標準，就會造成越來越多的裂紋，建筑業也愈來愈不合格。

2.7 應力裂縫原因

由于混凝土結構的收縮，會產生應力裂縫。混凝土結構在建筑施工中得到了普遍的應用，但是，有的地區晝夜溫差大，在白天水分蒸發會特別快，使混凝土逐漸硬化。混凝土結構一旦受到水分蒸發的影響，就會改變現澆板的受力，那么，長此以往，結構就會逐漸產生受力不均衡的情況，承壓力較大的位置就會出現裂縫，并且不斷向建筑四周擴散，導致裂縫面積越來越大。

2.8 溫度應力裂縫原因

溫度的變化也是裂縫產生的主要原因之一。溫度因素可以影響結構的很大部分，例如其中的水分和散熱性。混凝土遵循熱脹冷縮的理論，如果溫度一直處于上升階段，混凝土就會發生膨脹，而結構內部中的熱量不能盡可能多的排出，從而導致結構會一直處于高溫的狀態。混凝土內外部的溫度都發生改變，當達到某一個最高點時，混凝土結構就開始不斷產生干裂等情況，使其表面變硬、變脆，極大地降低了結構硬度，產生變形。這時，一旦給結構一個外力，便會因為這個外力的強度超過混凝土本身的抗拉強度，從而產生裂縫。

2.9 干縮裂縫原因

在混凝土結構外層表面，主要會發生干縮裂縫。由于建筑長期暴露于陽光之下，會使外部不斷出現掉皮現象，從而提升了裂縫產生的概率，這就是干縮裂縫的形成過程。一般來說，在早期，干縮裂縫都是比較淺，一般不會影響到混凝土的整體結構。隨著天氣原因，雨水會不斷對干縮裂縫進行腐蝕，從而減低了其結構的穩定性。另外，結構的抗腐蝕性水平也受到了極大的影響。

3 混凝土結構裂縫的防治措施

3.1 材料方面

材料會對混凝土結構質量產生直接影響，要合理設計和調節混凝土比例。水灰比大小必須要合理，并且，先要提高建筑的強度滿足要求，才能降低混凝土用量和絕對使用量；另外，由于堿水劑具有減少水灰比的功能，在保證強度要求的前提下加入減水劑，才能合理地減少水泥的單位使用量，進而減少水泥在硬化后的整體收縮值。減少水泥用量是為了能夠靈活控制溫度，同時也能夠有效縮減需要的成本費用。

3.2 設計方面

要科學設計混凝土結構，其決定了混凝土結構的整體質量。采用雙面配筋的話，可以最大程度地減少開裂。使用細直徑螺紋鋼筋可以增加其緊握力。另外，設計也要在顧及美觀的同時，一定要保證建筑的安全性、穩定性等原則，不能為了美觀就隨意修改結構建筑。

3.3 施工方面

要準確放置鋼筋，做好控制工作。一旦施工人員不小心踩到板的上部負筋，或是澆筑卸料時高度不當，就會對負筋產生一個沖擊，使負筋下沉。降低了負彎矩抗力，部位會產生裂縫。所以，混凝土在進行澆搗時，施工人員應采取及時有效的措施，保持住鋼筋的位移或者不動，保證保護層厚度要適中，不能過大，也不能過小，使位移一定要控制在一定的范圍內。如果出現鋼筋位移變形，要及時采取手段進行修復，保證模板構造隔離。

3.4 對力學裂縫的防治措施

填充方式能夠有效防止力學裂紋。首先，要確定實際的應用標準，準確判斷裂縫的特性，而一旦超過了力學性裂縫標準的，則需要一同采用等比例的填充料。然后，根據裂縫的大小，來確定基本情況，這樣能便于準備下一次的修補工作。而最后就是把填充料緊壓于裂縫內，使其在裂縫表面產生一定的摩擦力，以平衡填充材料。

而充填法實際上并不適用于所有的動力學裂紋，因為相對于尺寸和長度都較小的裂紋，也無法通過充填法加以解決，反而應該通過表面法解決。如裂隙深度較淺，但未發生滲漏的情形，也可通過表面法加以解決，一方面可合理控制對裂隙的防治和管理成本，另一方面又可減少對資源的耗費。如此，就可使裂隙管理技術實現對癥下藥。

3.5 對收縮裂縫的防治方式

對收縮裂紋，預防方法采用調節水泥與混凝土的比例來進行。在水泥施工過程中，確定其強度和使用性能的，并非混凝土材質和混凝土自身的特性，而是水泥與混凝土二者的比例。要避免砼構件產生裂紋，必須在砼施工過程中進行配比工作。如此可以提高砼品質。進行防曬，也是保證質量的關鍵一步。上述步驟，可以最大限度避免使用過程中出現收縮性裂縫。

3.6 對溫度裂縫的防治措施

有效防止溫度裂縫，一般采用在混凝土材料中加入粉煤灰的方式。過程中控制好用量，保證各種材料保持在一個相對平衡的范圍。粉煤灰的作用是能夠穩定建筑結構，并且其中的物質能夠降低溫度對結構的不良影響，降低水分蒸發，從而減少裂縫的產生。

3.7 養護與管理防治措施

在使用混凝土結構搭建的建筑過程中，要安排專業人員定期對結構進行嚴格的檢查。若是在其中發現問題，要及時采取相應的處理措施，以防混凝土結構產生裂縫。另外，在檢查混凝土結構時，要隨時記錄好所有的基本情況，對相關問題進行及時的反饋，以便于后期處理，另外，還要做好后續工作的備案，便于再次出現此類情況時，能夠便于人員進行查閱和借鑒有關情況，做好混凝土結構產生裂縫的防治工作。

4 混凝土裂縫的處理措施

表面修補法：這種修補方法比較常見，比較適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫、深進裂縫的處理。一般可以采用以下三種措施：一是在裂縫的表面涂抹水泥漿，再或者可以在混凝土表面涂刷油漆等防腐材料，三是在裂縫表面粘貼玻璃纖維布等，這樣能夠有效避免混凝土擴大裂縫的范圍。

填充法：如果要補比較寬的裂縫的話，可以選擇使用材料，直接將裂縫進行填充，方便簡單，費用低。如果要填充比較淺的裂縫，或者是小型裂縫的話，可以開“V”形槽，進行填充處理。

嵌縫封堵法：灌漿法的適用范圍更加廣泛，對于一些細微裂縫或者是大裂縫都可以采用此方法，并且最后的處理效果也比較好。其處理步驟是，首先對裂縫進行鑿槽，其次在槽中開始嵌填材料，例如塑性或是剛性止水材料，以此把裂縫封閉起來。

結構補強法：一旦裂縫已經影響了混凝土的結構時，一般都會采用補強法。

5 工程案例分析

某市5#、6#樓工程，結構型式采用框架——剪力墻結構。本工程 1～2層梁板C30、墻柱混凝土強度等級為C40。工程一、二層梁板、墻模板拆除后，發現部分剪力墻和梁出現裂縫。

從剪刀墻和梁中產生的裂縫特征中進行分析和探究，究其原因，主要是由于混凝土干縮所致。由于強度等級高，施工是在高溫夏季，施工中缺乏采取相應有效措施來降低混凝土中產生的水化熱以及混凝土界面上的氣溫，致使混凝土中的水分被模板吸收和蒸發掉，使混凝土表面出現干縮裂縫。

之后采取了相關措施，采用環氧樹脂，對裂縫進行封閉處理。裂縫的寬度、長度在封閉前繼續進行觀測，裂縫無繼續發展。最后對穩定的裂縫，采用化學灌漿進行處理，恢復梁和剪力墻的整體性及使用功能，防止了鋼筋銹蝕。

6 結束語

綜上所述，混凝土材料作為建筑工程中使用的最多的材料，也愈發得到廣泛的重視。而外界環境的變化及多種因素都是能夠導致混凝土結構產生裂縫的重要原因，一方面，建筑管理部門可以加大管理力度，另一方面，施工人員可以通過采取嚴格有力的防治措施，避免混凝土結構裂縫的產生，并解決此類問題，使建筑結構更加安全和穩定，從而有效保障建筑行業的發展。