混凝土结构裂缝成因与控制措施

摘要：混凝土结构出现裂缝是房屋建筑工程中很常见的问题，文章介绍和分析了裂缝的成因，裂缝的控制措施，从多个方面进行阐述，对裂缝控制起指导作用，从设计、施工、材料等方面分析裂缝成因和控制措施。裂缝的主要控制措施为施工和材料方面。我们应采取有效措施，减少和控制裂缝的发生。采取正确的施工方法控制施工裂缝，具有很大的作用和意义。
因此对混凝土结构的裂缝控制，需要对裂缝的成因进行分析，并采用针对性的措施加以治理，才能保证对症下药，从而保建筑青春，护结构用固。
关键词：混凝土结构；裂缝；成因；预防；处理
1 绪言
混凝土结构或构件出现裂缝，有的会破坏结构整体性，降低构件刚度，影响结构承载力；有的虽对承载能力无多大影响，但裂缝如不及时进行修补，将会导致钢筋锈蚀，进一步加剧裂缝的发展，降低耐久性或发生渗漏，影响正常使用。所以，从成因上了解裂缝，进而预防裂缝是很有必要的。

2 混凝土裂缝的产生原因

2.1 收缩裂缝的产生原因分析

（1）塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面，大多产生于混凝土初凝后、终凝前。裂缝多呈外宽内窄，常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行，长度从几厘米到几米不等，一般自表面开始，但也可发展成贯穿裂缝。
主要成因分析：①混凝土浇注后未及时覆盖，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度极低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；②水泥用量过多，或使用过量粉砂，或混凝土水灰比过大；③使用有渗透性的柔性模板、模板、垫层过于干燥，吸水大；④振捣不足。
（2）干燥收缩裂缝
这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现，裂缝多为表面性的，宽度较细，多在0.05～0.2mm。走向纵横交错，没有规律性。
主要成因分析：①混凝土浇注后养护不当，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力，引起混凝土表面开裂；②混凝土连续长度较长，整体收缩大；③混凝土级配中砂石含泥量大，收缩大，抗拉强度低；④混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层，收缩增大。
（3）自身收缩裂缝
在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝，自收缩裂缝在高水灰比（W/C>0.45）的混凝土中较少，但当水灰比小于0.3时则很常见，其收缩量甚至达到总收缩量的50％。
主要成因分析：这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关，是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。
（4）碳化收缩裂缝
这类裂缝在结构表面出现，呈花纹状，无规律性，裂缝一般较浅，深度为1～6mm，裂缝宽度为0.05～0.2mm，多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。
主要成因分析：混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。

2.2 温度裂缝的产生原因分析

温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。
主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。

2.3 沉陷裂缝的产生原因分析

沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。
主要成因分析：①结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；②结构各部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；③模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；④冬季施工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。

3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术

3.1 混凝土结构裂缝的预防措施

3.

1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施

（1）干缩裂缝主要预防措施：一是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。二是在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。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
（2）塑性收缩裂缝及预防主要预防措施：一是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。二是严格控制水灰比。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是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。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
3.1.2 温度裂缝的主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥。二是减少水泥用量。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂。

3.2 混凝土结构裂缝的处理技术

3.

2.1 表面封闭法

针对宽度小于0.2mm的微裂缝，可将聚合物水泥膏、弹性密封胶或渗透性防水剂涂刷于裂缝表面，以恢复其防水性和耐久性。该法施工简单，但仅适用于浅裂缝[13]。
（1）工艺流程：表面刷毛并冲洗→嵌补表面缺损(可用环氧胶泥或乳胶水泥)→选材涂复。
（2）施工要点；①由于涂层较薄，应选用粘结力强且不宜老化的材料；②对活动裂缝，应采用延伸率较大的弹性材料；③涂复均匀，不得有气泡。
3.

2.2 压力灌浆法

针对宽度大于0.3mm且深度较大的裂缝，可将化学灌浆材料(如聚氨酯、环氧树脂或水泥浆液)通过压力灌浆设备注入到裂缝深处，以恢复结构整体性、防水性及耐久性。
（

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1）工艺流程：凿槽→埋设浆嘴→封缝→密封检查→配制浆液→灌浆→封孔→灌浆质量检查。
（2）施工要点：①灌浆材料宜选用粘结力强、可灌性好的树脂类材料，通常选用环氧树脂；②对于宽度大于2mm的特大裂缝可采用水泥类材料，对于活动性裂缝宜采用经稀释的环氧树脂或聚氨酯；③化学灌浆压力控制在0.2~0.4MPa，水泥浆灌浆压力控制在0.4~0.8MPa，增大压力并不提高灌浆速度，也不利于灌浆效果；④灌浆后，待浆液初凝而不外渗时，方可拆下灌浆嘴(盒、管)。
3.

2.3 填堵法

针对宽度大于0.5mm的宽大裂缝或钢筋锈蚀裂缝，可沿裂缝将混凝土凿成“U”型或“V”型槽，然后嵌填修补材料，以恢复防水性、耐久性或部分恢复结构整体性。
（1）工艺流程：凿槽→基层处理(混凝土去污、钢筋除锈)→涂刷结合剂(环氧树脂浆液)→嵌填修补材料→面层处理。
（2）施工要点：①嵌填材料可视具体情况选用环氧树脂、环氧砂浆、聚合物水泥砂浆、聚氯乙烯胶泥或沥青油膏；②对于锈蚀裂缝，先对钢筋彻底除锈，再涂防锈涂料。
参考文献
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