透过现象看本质，混凝土裂缝—我们该如何应对？

       

       

导读

说 起混凝土的历史，我们可以追溯到很久远的年代。早在19世纪 20 年代，就出现了波特兰水泥，由于原料易得，造价也不是很高，并且强度和耐久性也不错，因而得到广泛应用。随着我国建筑工程的发展，施工工艺也不断改进，混凝土的需求量也越来越大，在工程项目中被广泛应用。然而，混凝土虽然有很多优点，耗能低、强度高、耐久性好等等，但是也存在着一些弊端。其中，首当其冲的当然就是混凝土结构的裂缝问题了。

       

       

裂缝在混凝土结构中是一种特别普遍的现象。在混凝土的施工过程中，裂缝的出现除了会影响建筑物的抗渗能力之外，还会引起钢筋的锈蚀，降低材料的耐久性，从而进一步影响建筑物的使用功能以及建筑物的承载能力。裂缝问题经常会以不同的形式存在于混凝土结构中，几乎可以说是无处不在。我们常说的控制结构的裂缝并不是说完全控制得住，而是在某种程度上降低它的破坏性，将它控制在一定的合理范围之内，从而确保建筑工程的质量。

古书云：“扬汤止沸，不如绝薪止火”，的确，任何事情不能只治标不治本，我们得追根溯源，从最基本的步骤、起因看起，这样我们才能从根源下手，对症下药。那么，混凝土结构产生裂缝的原因究竟是什么呢？又有哪些措施与手段来进行控制？我们又该如何去更好的控制混凝土裂缝呢？不要急，接下来，就跟小编一起来看看这些问题吧！

混凝土结构裂缝原因有很多种，由于混凝土抗拉能力很低，它属于脆性材料，所以当施工和使用过程中，温度、湿度发生变化、地基不均匀沉降时，极易产生裂缝。   这些裂缝大体可以划分为由外荷载引起的裂缝、由变形引起的裂缝以及由施工操作不当而引起的裂缝。在具体项目建设中，混凝土裂缝产生原因主要有以下几种：  

收缩是混凝土一个很重要的特性，对混凝土的性能有很大的影响。产生收缩裂缝的原因一般是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。混凝土水化时都会产生大量的水化热，如果这些热量得不到散发，就容易造成混凝土内外部的温差，让混凝土变形，甚至因温差过大而超过了极限产生裂缝。   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。混凝土收缩裂缝对于暴露在大气中的构筑物，危害特别大，如不加以防止，可能会造成严重后果。

混凝土是具有热胀冷缩的性质，当受到外力束缚时，就会产生温度变形，其体积膨胀或受损受限。由此产生附加应力，加之混凝土的抗拉强度低，就容易因温度变化而被拉裂，产生温度裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称为干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。

如构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，导致垂直于构件纵轴的裂缝出现，构件在大剪力的作用下容易产生斜裂缝。结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了 30 ％— 40 ％的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的 1 ． 5 倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的 ( 这类裂缝有的文献称之为无害裂缝 ) 。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为 0 ． 2mm ～ 0 ． 3mm ，对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。

在钢筋混凝土结构建设施工中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。 如因结构的基础出现不均匀下沉，也容易导致混凝土裂缝的产生，甚至随着地基下沉而逐步拉伸、扩大。

材料质量问题引起的裂缝是较常见的原因。 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。

混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。 

混凝土裂缝是混凝土的一种多发症状，大多数存在于施工阶段，原因复杂多变。一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。宏观裂缝宽度在 0.05mm 以上，并且认为宽度小于 0.2~0.3mm 的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

如果按照裂缝的成因来进行划分的话，可以划分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。结构性裂缝是由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。非结构性裂缝是由各种变形变化引起的裂缝，干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。

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。

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，然后再置换入新的材料，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等都是常用的置换材料。 

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防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人混凝土的裂缝中，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。此法应用范围广泛，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

嵌缝填充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，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm)，作业简单，费用低。宽度小于 0.3mm ，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开 V 型槽，然后作填充处理。

电化学防腐是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。阴极预防法、氯盐提取法、碱性复原法是化学预防法中常用而有效的三种方法。电化学防腐技术主要用于由氯离子侵蚀导致钢筋锈蚀的结构中，氯离子来自于混凝土本身、海水或除冰盐。这种技术在钢筋框架砌体结构中得到应用，以防钢筋框架的锈蚀膨胀使砌体结构开裂。这种方法的优点是预防方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

  表面处理法是一种简单、常见的修补方法，包括表面涂抹和表面贴补法，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。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片 ) 法适用于大面积漏水 ( 蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝 ) 的防渗堵漏。  

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。尽量采用粒径级配良好的石子及中、粗砂，以减少混凝土的用水量，使混凝土的收缩和泌水随之减少，同时应控制含泥量不能超过规范要求。水泥宜选择低水化热、低收缩质量稳定的普通硅酸盐水泥。外加剂和掺合料必须性能可靠，有利于降低混凝土凝固过程的水化热。

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，最好是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，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，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砼入模温度。

常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。浇筑后的一段时间内对混凝土内部及表面温度进行跟踪监测,并根据温度的变化情况及时采取适当的保温、保湿养护措施。大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即 7 至 28 天，最好能长些。