裂缝混凝土裂缝产生理由与防治措施学术

【内容摘要】混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害，路桥混凝土施工中裂缝的产生不仅影响工程质量，贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。本文对混凝土桥梁在施工过程中产生裂缝的原因做出较全面的分析，并提出了相应的防治措施。
【关键词】混凝土裂缝原因分析防治措施
随着我国经济的高速发展，各项基础设施建设如火如荼，混凝土因其取材广泛低廉抗压强度高可浇筑成各种形状等众多优点，成为工程建设中使用最广泛的建筑材料，使用量越来越大。但是很多工程仍然会出现不同程度的裂缝，轻者影响建筑物美观、设施，重者影响建筑结构的承载力、刚度和耐久性，甚至出现建筑物整体破坏的重大质量事故，造成不可估量的损失。因此对裂缝产生的原因进行分析，采取针对性措施对裂缝进行处理非常必要。
1混凝土裂缝产生的原因分析
裂缝产生的形式和种类很多，有多种原因，主要原因有如下几方面。

1.1建筑结构设计的原因

建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝，主要表现在：结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝；构造

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钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝；未充分考虑混凝土构件的收缩变形；采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小，产生收缩，而板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇板的开裂。

1.2砼的收缩

收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中，梁、板、柱等小块体构件，预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会造成严重后果。

1.3混凝土材料及配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。总结的原因有如下方面:
粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。
骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。
水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。
水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

1.4施工及现场养护原因

现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。
对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。
大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。
现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。
现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。
这些因素都会造成砼较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。
养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。

1.4其他

构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。
使用荷载超负。
野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。
周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。
意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

2 混凝土裂缝的防治措施

根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下防御和处理两个方面着手。

2.1 预防措施

2.

1.1设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2.2 施工

施工方案：做好施工方案，好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要从浇筑量、浇筑顺序、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等等方面考虑。
施工质量：如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段。在施工阶段要注意以下几个问题：首先选择合适的配合比，主要是选择适当的水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次控制钢筋和模板安装质量。最后是浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，振捣过分或不足都不能保证砼应有的密实度。

2.3养护

养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，尽量延长养护时间。

2.2 裂缝处理措施

混凝土裂缝出现以后，要采取措施进行处理，防止裂缝继续发展，主要的处理措施有以下几种。
2.2.1 树脂灌注法：环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。
2.2.2 聚合物浸入法：⑴重力渗入法——低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1㎜的裂缝。将树脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤，使树脂溢于裂缝表面。⑵真空渗入法——先将裂缝表面密封，抽去真空，使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。

2.3钉合法

用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中，用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时，使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。

2.4 表面封闭法

用于修补对结构影响不大的静止裂缝，通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。

2.5灌浆法

⑴普通水泥灌浆：大体积混凝土结构及厚混凝土墙的裂缝，通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。
⑵聚合物灌注：基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料，和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料，起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。
2.2.6 钻孔嵌塞法：这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水，孔中应填入柔性沥青来代替砂浆；如果灌注栓塞的作用比较重要，孔中则要灌注环氧树脂。
2.2.7柔性密封法：通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。
2.2.8附加钢筋法：⑴普通钢筋：首先将裂缝密闭，然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔，将环氧树脂注入孔内，再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。⑵外部施加预应力： 通过后张法施加应力，来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。
2.2.9涂层及其它表面处理法：修复开裂的混凝土结构可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料。如果混凝土开裂已经稳定，则可通过涂料获得成功地修补。但不适合低温区域操作。
3结语
防治混凝土裂缝是一个系统工程，裂缝产生以后的处理是一种补救的手段，最重要的是要减少和避免裂缝的出现。混凝土裂缝产生的原因很复杂，但是也不是不可避免，重点在于防治。应该充分考虑各种因素的影响及加强各种防治措施的应用，从合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、严格控制施工质量，加强后期养护，才有可能极大可能的减少裂缝的发生。