混凝土结构裂缝预防及处理措施探讨

混凝土结构裂缝预防及处理措施探讨

池淼江陈华铭

绍兴市亚升环境建设有限公司

摘要：在当今的整个社会的建设中，不论什么样的建筑，都是采用钢筋混凝土结构，因为该建筑材料价廉物美，施工方便，承载力大，可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎。在我国不论是城市或在农村，钢筋混凝土的应用面可以说是无处不在。本文针对混凝土结构裂缝做一一探讨。

关键词：混凝土结构裂缝预防处理

从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明，混凝土结构裂缝是不可避免的，裂缝是人们可以接受的一种材料特性，只是如何使有害程度控制在某一有效范围之内。而对出现裂缝后，就要分析哪些裂缝是有害裂缝，哪些是无害裂缝，经分析后，对有害裂缝的形成原因和如何处理，这是本文所提出的关键所在。

一、混凝土工程中常见的裂缝

1、收缩裂缝

混凝土收缩引起裂缝是混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形产生的裂缝。这种裂缝在工程中很普遍。一般在干热或大风的天气，在混凝土表面出现，形状很不规则，通常称为龟裂。使用收缩率较大的水泥，水泥用量过大，混凝土浇筑前没有浇水润湿，浇筑后没有认真养护等都对混凝土塑性收缩有影响。主要预防措施：（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；（2）混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。因为混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大；（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；（4）是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2、温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或环境温差变化较大的混凝土结构中。温度裂缝是构件随着温度变化，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，当温差引起的变形受到约束时，使较薄弱的混凝土构件内产生的应力更加集中，再加上混凝土抗拉强度和抵抗受拉变形能力很低，产生的拉应力超过混凝土的实际抗拉强度时，容易产生温度裂缝。主要预防措施：（1）在材料方面，宜采用粉煤灰水泥或低热水泥，尽量减少水泥用量，可掺加缓凝高效减水剂；对大体积混凝土，可适当掺入块石；在拌和水中掺冰屑并对骨料进行喷水冷却。（2）在施工方面，应合理安排施工工序，改进施工工艺。（3）在设计方面，主要是做好温度应力计算，根据可能产生的温度应力采取相应的构造措施。（4）加强混凝土养护，做好表面保温措施，适当延长拆模时间，以使混凝土表面缓慢散热；对于大体积混凝土，控制入模温度，并进行测温跟踪，控制混凝土内外温度差在25℃以内。

3、塑性塌落裂缝

混凝土塑性塌落引起的裂缝主要发生在混凝土浇筑后的前几个小时内，这时混凝土还处在塑性状态，如果混凝土出现泌水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向，这种移动当受到钢筋骨架或模板约束时，就产生塑性塌落裂缝。主要预防措施：（1）选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；（2）严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；（3）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；（4）及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持

混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；（5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

4、施工因素形成的裂缝

（1）施工工艺不符合标准引起的裂缝。如没按设计要求和有关规范进行施工，浇筑振捣不密实。（2）施工现场保护措施不到位引起的裂缝。如混凝土早期脱水引起收缩裂缝；混凝土浇筑后环境温差过大使混凝土产生温度裂缝。（3）现场模板拆除不当引起的裂缝。如拆模时间过早、拆模顺序不当使混凝土产生拆模裂缝。（4）现场预应力张混凝土构件施工时，由于施工环境、气温、材料、机械等因素造成混凝土构件表面会产生一些浅层或深层裂缝，只有具体研究各种可能因素会产生那种裂缝、有多大危害，才能对症治疗和预防，才能保证施工质量。

二、混凝土工程中常见的裂缝

1、收缩裂缝

混凝土收缩引起裂缝是混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形产生的裂缝。这种裂缝在工程中很普遍。一般在干热或大风的天气，在混凝土表面出现，形状很不规则，通常称为龟裂。使用收缩率较大的水泥，水泥用量过大，混凝土浇筑前没有浇水润湿，浇筑后没有认真养护等都对混凝土塑性收缩有影响。主要预防措施：（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；（2）混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。因为混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大；（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；（4）是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2、温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或环境温差变化较大的混凝土结构中。温度裂缝是构件随着温度变化，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，当温差引起的变形受到约束时，使较薄弱的混凝土构件内产生的应力更加集中，再加上混凝土抗拉强度和抵抗受拉变形能力很低，产生的拉应力超过混凝土的实际抗拉强度时，容易产生温度裂缝。主要预防措施：（1）在材料方面，宜采用粉煤灰水泥或低热水泥，尽量减少水泥用量，可掺加缓凝高效减水剂；对大体积混凝土，可适当掺入块石；在拌和水中掺冰屑并对骨料进行喷水冷却。（2）在施工方面，应合理安排施工工序，改进施工工艺。（3）在设计方面，主要是做好温度应力计算，根据可能产生的温度应力采取相应的构造措施。（4）加强混凝土养护，做好表面保温措施，适当延长拆模时间，以使混凝土表面缓慢散热；对于大体积混凝土，控制入模温度，并进行测温跟踪，控制混凝土内外温度差在25℃以内。

3、塑性塌落裂缝

混凝土塑性塌落引起的裂缝主要发生在混凝土浇筑后的前几个小时内，这时混凝土还处在塑性状态，如果混凝土出现泌水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向，这种移动当受到钢筋骨架或模板约束时，就产生塑性塌落裂缝。主要预防措施：（1）选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；（2）严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；（3）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；（4）及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；（5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

4、施工因素形成的裂缝

（1）施工工艺不符合标准引起的裂缝。如没按设计要求和有关规范进行施工，浇筑振捣不密实。（2）施工现场保护措施不到位引起的裂缝。如混凝土早期脱水引起收缩裂缝；混凝土浇筑后环境温差过大使混凝土产生温度裂缝。（3）现场模板拆除不当引起的裂缝。如拆模时间过早、拆模顺序不当使混凝土产生拆模裂缝。（4）现场预应力张拉不当引起的裂缝。如预应力超张拉、偏心等引起混凝土张拉裂缝。（5）钢筋保护层偏大引起的裂缝。主要预防措施：（1）严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量

应尽量减少（1%～1.5%以下）。（2）细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，合理掺加塑化剂和减少剂。（3）浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。（4）根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。（5）加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。（6）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。（7）采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

（8）对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%～50%。

三、混凝土裂缝的处理措施

1、表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂。通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2、灌浆、嵌逢封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有抗渗要求的混凝土裂缝的修补。它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酝，聚氨酝等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法。它通常是沿裂缝凿槽。在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等，常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3、结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的受力性能时。就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种万法：混凝土置换法、加大混凝土构件截面面积、外包钢法、施加体外预应力法加固、改变结构传力途径加固法以及喷射混凝土补强加固等等。

4、混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5、仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

总之，混凝土结构裂缝是一个综合性的问题，由于各种原因的存在，我们不能从根本上消除混凝土裂缝，但是通过各方面的预防及处理方法，可大量减少有害裂缝，使裂缝减少到最少，确保结构安全和避免不必要的损失。

参考文献：

[1]曾力军.浅析混凝土裂缝的原因、预防和处理[J].江西建材，2007，（3）.

[2]GB50010-2002混凝土结构设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社.2002

[3]贾艳敏.《结构设计原理》[M].北京：人民交通出版社.2006

[4]李乔《.混凝土结构设计原理》[M].北京：中国铁道出版社.2001