混凝土结构裂缝的防治

西安市市政建设（集团）有限公司 张鹏

摘要：混凝土裂缝是混凝土结构常见的缺陷，对结构安全有很大影响，本文主要讨论非正常裂缝包括沉降裂缝、干缩裂缝、自身收缩裂缝、缓凝裂缝、温度裂缝等的成因和防治措施。

关键词：混凝土 裂缝 成因 防治

0 前言

混凝土在现代工程建设中起着极其重要作用，而混凝土裂缝是混凝土结构最常见的缺陷，也是质量控制的技术难题。裂缝对结构有着很重大的影响。首先，由早期裂缝发展而成的贯穿裂缝和深层裂缝会改变结构的受力条件，降低结构的承载力；其次，裂缝影响结构的外观质量，给用户带来不安全感；第三，从耐久性角度出发，混凝土结构体表面或内部发生的裂缝将对结构防水性、抗渗性、钢筋锈蚀性、化学侵蚀性等耐久性产生严重的危害，缩短结构的使用寿命。第四，降低结构的防渗性能。裂缝按产生原因可分为两大类。一类由荷载（指永久荷载中的结构重力及基本可变荷载中的人群荷载等）所引起的裂缝。在正常荷载作用下，由于构件下缘拉应力早已超过混凝土抗拉强度而使受拉区混凝土产生的裂缝，称之为正常裂缝。另一类由由于混凝土的收缩、养护不周、温度应力、拆模时间不当、构造形式不妥引起应力集中等原因造成的裂缝，称为非正常裂缝。本文主要就是讨论非正常裂缝的成因、防治。

1裂缝成因及控制

1.1沉降裂缝

早期沉降裂缝往往出现在浇筑后几小时，多数沿钢筋开裂，长度不等一般较长，宽度0.1mm—1mm，也有宽达1cm的贯穿性裂缝。产生裂缝的主要原因是，在混凝土拌合物中，粗细骨料颗粒、水泥浆体、水泥颗粒、水等各组分比重不同，会发生重组分沉降、轻组分上浮现现象，即“沉降”与“泌水”现象。当垂直下沉的固体颗粒遇到水平设置的钢筋等预埋件，或受到侧模的摩擦阻力时，就会受到阻拦并与周围的混凝土形成沉降差，造成塑性沉降裂缝。沉降裂缝可发生在初始振捣一直到表面抹光后，此时的混凝土仍处于硬化前的可塑状态。

防止此裂缝产生的主要措施：严格控制搅拌用水量，在满足泵送前提下，尽量降低梁板结构混凝土砂率，满足强度的前提下，尽量减少水泥用量，混凝土中适量掺入粉煤灰和矿渣微粉。增加表面钢筋的保护层厚度。

1.2干缩裂缝

春季大风天，夏季高温、久不下雨，空气相对湿度较小时，由于混凝土表面水分急剧蒸发，形成很大的混凝土内外湿度梯度，当混凝土表面水分蒸发速度高于混凝土内部从里到外的泌水速度，表面就会干缩，混凝土表面在很大的拉应力作用下而被拉裂，这种裂缝上宽下窄，施工风口处、高层建筑、外露棉面积较大的结构尤为多见。

防止此类裂缝的措施：改变传统观念，混凝土浇筑后及早养护，减少混凝土内外湿度梯度。混凝土施工对环境湿度的要求比传统现场搅拌混凝土高得多，养护时间也要大大提前，这是预防混凝土干缩裂缝的主要措施。根据这几年的摸索，总结一些行之有效的办法。即混凝土浇筑振捣后，立即用压力水（水管端插扁头钢管）向空中喷淋水雾，加大空气湿度，保持混凝土表面湿润状态，此时千万不要时混凝土表面暴露在干燥的空气中，当然及时覆盖塑料布也可以起到相同的作用。当混凝土初凝（表面收水，用手轻按无手印）时，表面开始浇水养护，水流随混凝土强度增大逐渐加大，混凝土终凝时（表面变色），表面宜蓄水养护，这种养护条件大约需要3d，因为3d后水泥浆体中的毛细孔已被水化产物填充的部分孔径变窄，水的蒸发速度已减小，对干燥的敏感性就差了，但浇水养护仍需14d。

1.3自身收缩裂缝

水泥水化失水引起的收缩称为自生收缩裂缝。水泥水化后固相体积增加，但水泥—水体系的绝对体积减少，在已硬化的水泥浆体中，未水化的水泥继续水化是产生自生收缩的主要原因。水化是空隙尺寸减少并消耗水分，如无外界水分补给，就会引起毛细水负压使硬化水化产物受压产生体积变化，即自生收缩。混凝土自生收缩与湿度交换、温度变化无关。

控制自生收缩的措施：a、使用保水性能较好的水泥；b、必须重视早期养护、初凝后立即供水；c、掺加Ⅱ级或Ⅱ级以上的粉煤灰、掺量宜控制在10%—30%；d、掺加膨胀剂、尤其是可控制的膨胀速度的膨胀剂，用以补偿混凝土的自生收缩；e、增加构造钢筋，配筋率不低于0.5%，同时采用直径较小、间距不大于150mm的配筋，以提高结构整体抗收缩性能；f、掺入保水性外加剂。

1.4缓凝裂缝

每年的春季，北方地区气温较低，多见混凝土长时间（数日）缓凝现象，随之出现一种缓凝裂缝，混凝土表面一层硬化膜，下部混凝土未凝结，或脚踩似橡皮土，此种裂缝很难靠抹压愈合，笔者分析裂缝产生的原因：缓凝剂掺量过大，尤其是采用糖作为缓凝剂者，与柠檬酸、木钙比，在相同的剂量下，蔗糖的缓凝作用最大，会造成较长时间缓凝，使用时剂量需严格掌握，春季缓凝（尤其是采用蔗糖缓凝）的混凝土表面接触阳光处较内部先硬化，导致结构上下硬化速度、化学收缩不一致而开裂。处理此种裂纹靠搓毛拍打比较困难，比较好的办法是膨胀胶泥（水泥：膨胀剂=9：1）于终凝前搓抹裂缝处并用湿草袋子覆盖养生。

1.5温度裂缝

由于混凝土内外温度及昼夜气温差别过大而产生温度应力和温度变形，结构内外的约束要阻止这种变形，当温度应力超过混凝土所能承受的极限拉应力时，即会出现温度裂缝。此种裂缝一般发生在大体积混凝土中，混凝土在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受基础和老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。因此，防治温度裂缝应从控制裂缝和改善约束条件两个方面去考虑：一、采用低水化热的水泥品种且对水泥用量进行控制，避免使用早强水泥；掺加混合料并加引气剂；热天浇筑混凝土时，应避开高温时段，并适当减少浇筑厚度；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；混凝土表面覆盖塑料薄膜。二、合理地分缝分块；避免基础起伏过大；设置后浇带。

1.6其它裂缝

模板松动、模板支架下滑、斜面上的混凝土滑动、以及地基的不均匀沉降，都可能造成裂缝，这一类施工原因造成的裂缝，也比较常见。这主要就是加强施工人员的责任心，加强模板支架防护检查，严格控制拆模时间，严格夯实地基等等。

2裂缝处理

在事后的裂缝处理上，主要是要结合裂缝所处结构的重要性、裂缝宽度长度、贯穿性及对结构的影响、产生时间等等因素进行考虑，以采取合理的补救措施。a、对于较小的干缩裂缝，就可采取“适时”搓毛抹压，抹压过早起不到消除裂纹的效果，过晚混凝土已终凝，有压不动了，所以抹压应在混凝土初凝后，终凝前，第一遍时普遍抹压，第二遍应重点寻找裂缝，用木抹子在裂缝处拍打，使混凝土二次液化，愈合裂缝，掌握抹压的“火候”是关键。

b、混凝土裂缝应尽力在终凝前消除，一旦形成。表面较浅的裂缝，可将裂缝附近的混凝土表面凿毛，清理干净并洒水湿润，先刷一遍水泥净浆，然后再用水泥砂浆分层涂抹，抹实压光。洒水养护。表面要求高时，可用砂纸打磨。c、当裂缝较宽时，可按下法处理，找出裂缝的位置，然后沿着每条裂缝凿出一条U型小槽（深度20mm左右），并清理干净。U型槽清理完且待槽内干燥后，先抹一道环氧胶泥，再填环氧砂浆，抹环氧胶泥前最好稍许加热槽的内表面，填环氧砂浆宜分两次完成，第一次填至一半的深度，待第一次填的环氧砂浆凝固后再将槽填满并压实压平。环氧胶泥用E₄₄环氧树脂、二丁酯、乙二胺和普通42.5水泥配置，其配比按E₄₄环氧树脂：二丁酯：乙二胺：普通42.5水泥=100：50：10：300；环氧砂浆用环氧胶泥用E₄₄环氧树脂、二丁酯、乙二胺、普通42.5水泥和砂子配置，其配比按E₄₄环氧树脂：二丁酯：乙二胺：普通42.5水泥：砂子=100：30：12：300：300；配环氧砂浆的砂子宜采用干燥且过筛的中砂。配置好的环氧胶泥和环氧砂浆要控制好数量，一次不宜配过多，在其凝固前用完，已经凝固或接近于凝固状态的不得使用。d、当裂缝延伸较深时，可采取有压灌浆法。对结构强度产生严重影响的裂缝必须经过设计采取加固补强或其它设计单位认可的办法进行处理。

3结束语

以上对混凝土结构裂缝进行了初步探讨，工程实际中混凝土裂缝产生，往往是多种因素共同作用，因此，对裂缝的防治也必须从混凝土的材料组分、温度湿度控制、施工工艺的改进、外加剂的合理使用等方面综合考虑，才能有效的将混凝土的裂缝降到最低范围之内，减少裂缝对结构的影响。

参考文献：

王铁梦.工程结构裂缝控制.北京.中国建筑工业出版社

何希铨.墙体混凝土裂缝的分析与控制.混凝土，2005（3）

彭跃.环氧胶泥及砂浆修补混凝土大梁裂缝的工程实例.混凝土，2005（9）