浅谈混凝土结构裂缝成因及处理技术

摘要：随着混凝土结构功能日趋复杂、混凝土强度等级的提高，结构的裂缝问题成为一个相当普遍的质量问题，本文分析了产生裂缝的主要原因，并在此基础上提出了防治裂缝的技术措施。

关键词：结构裂缝；收缩；防治措施

一、裂缝产生的直接原因

1、温度收缩

混凝土具有热胀冷缩的特性，其线膨胀系数为1×10-5/℃，由于内部或外部约束，当混凝土不能自由收缩与冷缩时，会在混凝土内部引起的约束拉力而产生裂缝，这种裂缝出现和开展有一个时间过程，实验资料表明，混凝土在一年内完成总收缩值的60%-85%，在实际工程中许多温度收缩裂缝在一年左右出现。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。

2、干燥收缩

混凝土停止养护后，置于未饱和空气中的混凝土因失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩，称为干燥收缩变形，简称干缩。由于混凝土的湿度梯度是表层湿度小、内部湿度大，混凝土的干缩由表面逐步扩展到内部，出现了混凝土表层收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，致使混凝土表层承受拉，内部承受压，当混凝土表层所受的拉应力超过其抗拉强度时，混凝土表面便产生裂缝，拉应力也因此消除。这种现象在混凝土刚拆模后表现尤为明显，因为这时混凝土的强度很低，干燥收缩却非常大，且混凝土拆模后和空气接触，使周围空气温度上升，导致周围空气的湿度降低，进一步加大混凝土干燥收缩。

3、塑性收缩

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，水泥水化反应激烈，出现泌水和水，表面因失水较快、急剧蒸发，骨料和胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一，互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

4、沉降收缩

沉降收缩产生裂缝原因是混凝土浇捣后，骨料颗粒沉落，水泥浆上浮，受到钢筋或埋设件或大骨料的阻挡，而使混凝土互相分离，混凝土本身组成材料沉降不均匀造成开裂。该裂缝一般多在混凝土表面出现，沿主筋通长方向、箍筋上或于埋设件周围，常在浇灌后发生，硬化后停止。

二、改善混凝土结构裂缝的处理技术

1、表面封闭法

表面封闭法是最简单和最常用的对浅层裂缝进行修补的方法。主要用于修补对混凝土结构不会产生较大影响的静止裂缝，密封裂缝主要是为了防止水蒸汽，化学物质和二氧化碳的侵入来使裂缝增大。对于宽度小于0.2mm的微缝隙，需要将水泥膏、弹性的密封胶或渗透性防水剂刷涂于的断裂表面，来恢复混凝土的防水性和耐用性。该施工方法非常简单，但仅限于浅层裂缝。

2、灌浆、嵌缝封堵法

对于宽度和深度大于0.3mm的较大的裂缝，可以通过压力注浆设备把化学灌浆材料，注入深的裂缝中来恢复混凝土结构的完整性，耐水性和耐久性。大体积水坝，厚的混凝土墙，或水工建筑物岩石裂缝，有时可以通过注入硅酸盐水泥砂浆气来进行密封。也可以使用尿烷类聚合物或者丙烯酰胺聚合物与水反应，以形成固体沉淀物或泡沫材料，起到裂纹闭合的作用，在潮湿的环境中使用效果更好。

3、结构加固法及混凝土置换法

混凝土的替代方法是混凝土发生严重损坏时，最有效的治疗方法。将产生大量缝隙的的混凝土剔除掉，然后将新拌混凝土或其他材料换上去。常见的替代材料：普通的混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性混凝土或改性砂浆。结构加固的方法的直接和间接加固两种方法。

3.1 直接加固法。包括截面增大法、加固外包钢法、加强预应力法、外部粘贴混凝土加固法、灌注泥浆加固法。

3.2 间接加固法。包括增加混凝土构件加固法、增加支撑点加固法、增强结构整体性强度加固法、改变结构刚度比例分布加固法、卸荷加固法。

三、控制结构裂缝的主要措施

1、针对温度收缩进行预防的防治措施

控制这类裂缝的方法，在于控制混凝土内外温差，防止表面急剧冷却，冬季采取保温、缓拆模；加热养护严格控制升降温度速度，温差不大于10度。采用改善骨料级配、掺混合料、或加引气剂塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，在混凝土拌合时可在水中加冰块，或将碎石冷却后再拌合以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑时应减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。可在混凝土中埋入冷却管，通入冷水降温。合理规定拆模时间，不得为赶工期而提前拆模；当气温降低幅度大时应进行表面保温，防止混凝土内外温差过大。

2、针对混凝土干燥收缩、塑性收缩所采取的防治措施

混凝土浇筑后，需加强养护，但最初不能洒水养护，待放热高峰期过后，方能洒水养护，在养护期间，能够定时、定期的对温度进行，注意温度所产生的变化，能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内，在夜间要对浇筑的混凝土结构进行覆盖养护，控制混凝土内部水分的蒸发。在建筑结构设计中，可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等，运用这样的方法，可以有效的减少混凝土表面的热扩散，为混凝土提供一定程度的潮湿环境，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，与此同时还可以延长了散热时间，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止裂缝的产生。

3、针对混凝土沉降所采取的防治措施

混凝土的沉降与其质量有着非常密切的联系，为此若想有效避免沉降裂缝的出现，就必须尽量缩短混凝土的运输时间，保障混凝土内的水分适量，不被流失掉。同时还要确保混凝土振捣均匀，防止漏振影响混凝土和易性以及过渡振捣导致混凝土出现离析分层。对混凝土沉降

裂缝进行有效预防关键要做好混凝土浇筑过程中的养护工作加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后及时通知勘察及设计单位到现场核查验收。对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探。当探出有不利地质情况时，必须先对其采取加固处理，并经验收后，方可进行下一步施工。开挖基槽时，要注意不扰动其原有基底结构。相邻建筑物间距较近时，以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。

4、其他有效措施

补偿收缩混凝土的开发，改善了混凝土的应力应变状态和孔结构分布状态，有可能使混凝土的裂缝控制在无害裂缝的允许范围内。以自由膨胀补偿自由收缩的概念是错误的，正确的理论应是以混凝土的限制膨胀补偿限制收缩。

建筑结构裂缝问题是建筑工程施工与使用过程中经常出现的一种问题，而且很难进行有效根治，为此要想解决这一问题，必须坚持预防为主，防治结合的基本原则。针对导致建筑结构产生裂缝的各种问题进行分析与研究，加强设计阶段对建筑结构裂缝问题的防御，同时施工过程中还要充分保障混凝土性质符合建筑施工标准，此外还须对建筑施工工序进行有效控制。

参考文献

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