探析混凝土裂缝的产生与控制

探析混凝土裂缝的产生与控制

张玉萍

张玉萍65010419680112162X新疆龙泰巨丰混凝土有限公司

【摘要】混凝土裂缝的产生，在建设工程中普遍存在。因此，在施工中如何避免这种现象是很重要的，文章对混凝土裂缝的成因与如何预防并且加以措施提出了处理方法。

【关键字】混凝土；裂缝；原因；控制

1混凝土裂缝原因分析

1.1设计原因

1)设计结构中的断面突变产生的应力集中所引起的构件裂缝。

2)设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

3)设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

5)设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

1.2材料原因

1)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。

2)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。

3)混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，会严重增加混凝土收缩。

4)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、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

5)水泥强度等级及混凝土强度等级原因：水泥强度等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

1.3混凝土配合比设计原因

1)设计中水泥强度等级或品种选用不当。

2)配合比中水灰比(水胶比)过大。

3)单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。

4)配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。

5)配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

1.4施工及现场养护原因

1)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。

2)高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。

3)对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

4)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。

5)现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

6)现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

7)现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。

1.5使用原因(外界因素)

1)构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

2)使用荷载超负。

3)野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。

4)周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。

5)意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

2混凝土裂缝预防措施

2.1设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，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施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

2.3施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。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：首先混凝土要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。第三是浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分地振捣对混凝土均匀性有害，振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度，要恰到好处。

3裂缝的控制措施

3.1设计方面

1)在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施；而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。

3)积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。

4)重视对构造钢筋的认识。在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量的选择。

3.2选材和配合比设计方面

1)根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早期强度高的水泥。

2)选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。

3)积极采用掺合料和混凝土外加剂。

4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑不同品种、不同掺量所起的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

5)配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

3.3施工操作方面

(1)浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

(2)混凝土养护：混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。

(3)混凝土的降温和保温工作：对于大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

(4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

(5)夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

4混凝土裂缝修补的常见方法

4.1表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

4.2灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有抗渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

4.3结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4.4混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5结论

以上对混凝土裂缝的形成原因、预防和控制以及修补措施进行了理论和实践上的初步探讨，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，采用合理的方法进行处理，混凝土的裂缝是完全可以避免的。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。