浅谈混凝土裂缝的防治

浅谈混凝土裂缝的防治

杨榕

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【摘要】 砼使用越来越广，而砼微裂缝也随之产生，本文重点阐述了混凝土裂缝的  状况和形成原因，从而提出了混凝土裂缝的预防措施和处理方法。                                                                             【关键词】  混凝土裂缝    预防措施     处理方法           

现在我国的房屋建设中广泛应用现浇混凝土，对加强建筑物的整体的抗震性能和结构安全取到了很好的效果。同时依然存在比较普遍的质量通病混凝土裂缝（尤其楼板裂缝）。成为了用户的心理安全障碍，也是用户质量投诉的热点。那为什么会产生裂缝呢？它的危害到底有多大？能不能预防和控制？本人回顾了近年来的工作实践，试从裂缝的现状、成因、及控制措施等方面，谈谈自己的看法：

一、裂缝的状况

就一般来讲裂缝多发生在施工后期及使用后：梁板结构的裂缝一般出现在以下几个部位：现浇梁板跨中；板角开裂；施工缝处；沿负弯矩筋边缘；沿预埋管线方向等。裂缝深度多为贯通裂缝（肉眼一般只能观察到上部或下部裂缝，但浇水实验渗水轨迹清晰），部分表现为表面和浅层裂缝。剪力墙结构裂缝多数为垂直裂缝，易于出现在洞口部位，裂缝宽度和深度均无规律。大体积砼大多表现为表面无规律裂缝。

二、裂缝的存在和定性分析

混凝土结构的裂缝可分为宏观裂缝和微观裂缝。微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种：一是骨料与水泥石粘合层上的裂缝，称为粘着裂缝；二是水泥石中自身的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料自身的裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的。反之，肉眼看的见的裂缝称为宏观裂缝，这类型裂缝的宽度一般不小于0.05 MM。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。因此在混凝土结构中裂缝是绝对存在的。

在我国设计规范规定，防水混凝土裂缝宽度不得大于0.2MM，一般混凝土裂缝宽度不得大于0.3MM。由此可见混凝土是带裂缝工作的，控制裂缝在规范许可的范围是允许的、安全的。在实际施工中需采取措施控制裂缝宽度，防止有害裂缝的产生。对已产生裂缝的结构只需对超过规范要求的部分进行处理。

     三、裂缝的原因分析

     大量的调查和实测研究证明，引起混凝土开裂的原因主要有三种，第一类：由外荷载应力引起的裂缝：第二类：结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的；第三类：变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降因素引起的结构变形，当变形受到约束便产生了应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

     在实际施工中出现的裂缝与外荷载及次应力（由设计引起的）并无直接关系，绝大部分裂缝是由变形作用引起的，当混凝土结构产生变形时，在结构的内部、结构与结构之间，都会受到相互影响，相互制约，这就是约束。当混凝土结构截面较厚时，其内部温度和湿度分布不均匀，引起内部不同部分的变形相互制约，这就是内约束：当一个结构的变形受到其他结构的阻碍所受的约束为外约束。在变形作用中，由地基不均匀沉降变形引起的裂缝发生的较少，主要是温度和收缩变形引起的。由于这两种变形约束超过混凝土的抗拉强度导致裂缝的出现。

混凝土的收缩变形和温度应力是其本身固有的物理化学性质。混凝土的收缩包括塑性收缩、温度收缩、自收缩、干燥收缩。混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考；塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到几十小时出现，温度收缩裂纹大约在浇筑后二到十天出现，自收缩主要发生在混凝土结硬化后的几天到几十天，干燥收缩裂纹出现在接近一年的时间内。温度应力是由于水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥约放出50.2卡的热量，从而使砼内部温度升高，在浇筑温度的基础上通常升高35℃，如果是施工规范规定的最高浇筑温度28℃，则可使砼内部温度达到六十多度，以为砼内部与表面的散热条件不同，所以中心温度高，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。

控制混凝土的收缩变形和温度应力在大体积混凝土结构中尤为重要。由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝分表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生了压应力，表面产生了压应力，表面拉应力超过混凝土的抗拉强度而引起。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，收到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土的抗拉强度时所可能产生的贯穿整个截面的裂缝。这两种裂缝均为有害裂缝，应采取措施加以防治。

此外，混凝土的裂缝的产生还与不规范的施工操作有着直接关系，主要表现在以下几个方面：1、养护不到位导致裂缝，规范规定混凝土浇筑后12小时须加以覆盖并保湿养护，干燥的环境极易导致早期砼的开裂，有关实验表明，湿润养护的砼其极限拉伸值比干燥养护的要大20%-50%。特别是砼表面，因其早期水分失散，砼强度降低，不能抵消张拉应力，故易产生裂缝。特别是泵送砼多采用

“双掺技术”，由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了砼孔结构，当表面水分蒸发散失时，由于保水性好毛细管不易形成，内部水分难以外移平衡，使现浇楼板表面层与内部的湿度梯度增大，表面失水干燥，而引发裂缝。裂缝一旦产生，开始的微裂缝和楔形裂缝的尖端起到毛细管的吸水作用和楔劈作用，收缩应力集中，裂缝向下延伸，此种裂缝一般发生较早，当砼再次经历温差变化及干缩变形时，应力集中于原有裂缝处，致使原有的部分裂缝裂透。2、由于砼早期扰动引起的裂缝，《砼结构工程施工质量验收规范》第7.4.7条规定“砼强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。”在实际施工中经常发生的是由于抢赶工期，第一天浇筑砼，第二天即开始砌筑或安装模板，混凝土强度不够承受施工荷载，砼楼板收到过载的扰动，影响了砼的致密性，导致产生裂缝。3、施工缝处理不当引起裂缝。施工缝接搓处理不细，致使新旧砼衔接不紧密，砼凝固过程中收缩变形引发裂缝。

目前随着泵送砼施工工艺的发展，使砼裂缝控制的技术难度大大增加，泵送砼由于流动性与和易性的要求，坍落度增加，水灰比增大，水泥标号提高，水泥用量，用水量，砂率均增加，骨料粒径减小等诸因素变化，导致砼的收缩及水化热作用增加，收缩时间延长，施工中处理不当极易产生裂缝。

四．裂缝的预防措施

1、优化混凝土的配合比，减少砼的自身收缩。无论是现场搅拌还是予拌砼，都应该优化配合比，从根本上减少砼的收缩，具体为：选择连续级配的石子，降低砂率，砂子选用中砂，减少用水量，严格控制砂石的含泥量不超过3%和1%。水泥尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足强度要求的前提下，尽量减少水泥用量，以减少水泥的水化热，建议掺入适量的粉煤灰和减水剂，减少水灰比。对设计有严格控制裂缝的结构，还应掺加补偿收缩的膨胀剂。

2、采用三次抹压技术。实践证明，在砼梁板和大体积砼的表面采用三次抹压技术可有效防止表面裂缝，即：混凝土入模振捣密实后进行第一次抹压，当混凝土收水并开始初凝前，用木抹子进行第二次抹压，消除混凝土干缩、沉降和塑性收缩产生的表面裂缝，在砼初凝后和终凝前，用木抹子进行第三次抹压，使砼表面充分达到密实。

3、加强砼的养护。砼表面经过三次抹压后，立即用数次方法在多个工程上应用，楼板均未出现裂缝。料布覆盖养护，加强养护，防止表面水分的蒸发，保持砼处于潮湿的环境。对墙柱等不便覆盖的构件，应在混凝土表面刷养护剂。养护时间：一般砼不少于7天，防水砼不少于14天。

4、规范施工操作规程。在砼浇筑时加强振捣，提高混凝土的密实度。施工后在砼强度未达到1.2N/ mm2时严禁上人，在砼强度未达到5N/ mm2之前严禁堆放模版和砌块（控制办法：留置同条件的砼试块，通过试压决定施工时间），加强施工荷载的控制，严禁超载，一般情况下应在上层的砼浇筑完后再拆下层模版。为防止新浇砼受震动和发生局部的荷载重分布，在楼板砼浇筑后2d内不要拆除其下部的任何一层模版和支撑。加强施工缝、后浇带的处理，严格按规范施工，使新旧砼结合紧密。

5、对大体积砼除控制好以上几个方面外，还须注意以下几点：

①、做好测温工作，控制砼内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25℃。尽量避开炎热的天气浇筑砼，降低砼的入模温度，在大体积砼内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，降低砼内部的温度，表面采用保温材料覆盖，以减少内外温差。

②、增设温度补偿筋。在砼表面增设双向规格不大于Ф8间距不大于150mm的钢筋，增强抵抗温度应力的能力。

③、改善约束条件，降低温度应力。如可在大体积砼下设置滑动的垫层，通常做法在垫层砼上，先铺一层低强度水泥砂浆或刷热沥青或铺卷材，以降低新旧砼之间的约束力。设置后浇缝，采用取分层分块浇筑等。

五、裂缝的处理方法

一般情况下裂缝宽度在设计允许范围内时，可不作处理。裂缝宽度超过规范要求时，不要急于处理，先查清开裂原因，一般应待其发展基本稳定后再处理。若影响结构安全的裂缝，应提请设计单位处理解决。不影响结构安全的裂缝应结合使用情况，按下述方法处理。①、化学灌浆：适用于贯通裂缝，采用专业压力设备，将化学浆液压入缝内，一般化学浆液为环氧树脂、氰凝、聚氨酯等。②、开槽嵌缝：在原有裂缝位置开槽，槽内清理干净，用密封材料填满嵌实，密封材料有环氧胶泥，密封油膏，聚合物砂浆等。③、表面涂抹：在裂缝表面涂刷密封涂料或防护砂浆，一般加玻纤布作加劲层，密封涂料采用聚氨酯或环氧树脂，防护砂浆采用聚合物砂浆或氯丁胶乳砂浆。影响结构安全的裂缝一般采用粘贴钢板的办法处理。

六、结束语

由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝开始的，因此，人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感，尤其是近年来随着生活水平的提高，人们对房屋的质量要求更加严格，虽然经鉴定认为没有影响安全的有害裂缝，但还是影响美观和人们的心理因素。我们的态度是遇到裂缝问题，首先，应根据反复调查裂缝资料进行荷载分析，其次再进行变形分析，断定引起开裂的主要原因，分析其危害性，不能忽视隐患的存在。同时，作为施工单位应不断强化意识，根据裂缝产生的根源，加强预防和控制，不断提高工程质量，做到百年大计，质量第一。