浅谈对混凝土裂缝的几点认识

混凝土是一种脆性材料，它的抗拉强度很低，但它的抗压强度很高，抗拉强度一般约为抗压强度的7％－14％，短期加荷时的极限拉伸变形值很低，因此，在素混凝土或钢筋混凝土的边缘部位，一般要求设计中不计算拉应力，或者只出现很小的拉应力。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋来承担，混凝土只承受压力。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，按规范要求严格控制，但混凝土裂缝仍然时有出现。下面对混凝土中常出现的：沉降裂缝、温度裂缝、干缩裂缝作以浅谈。
1 沉降裂缝
1.1沉降裂缝的产生
（1）在混凝土浇筑中。混凝土浇筑后的一段时间出狱塑性阶段，由于混凝土浇筑后振捣不密实，致使混凝土泌水硬化过程中因粗骨料沉落受到钢筋阻碍而产生沿着钢筋和箍筋方向出现裂缝。（2）在结构中。由于结构地基土质不匀、松软，或回填不实，浸水而造成不均匀沉降；特别是在冬季，基础处在在冻土层上，冻土融化后产生不均匀沉降，致使混凝土的结构产生裂缝。此类裂缝多为贯穿性裂缝，其走向于沉降情况有关，一般沿于地面垂直或呈30°－40°角方向发展，较大的沉降裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉缝裂缝也基趋于稳定。
1.2防止裂缝措施
一是控制混凝土拌合物的坍落度，严格控制水灰比，在浇筑时混凝土料要振捣密实。二是对松软土基、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实加固。三是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。四是钢模拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后顺序。
2 温度裂缝
混凝土的温度裂缝大多都是出现在大体积混凝土中。这是因为混凝土在浇筑过程中，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升（中心温度可高达70°C），在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。同时，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
由于温度应力而形成温度裂缝的过程有三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始到水泥放热基本结束，一般约为28天，这个阶段具有两个特征，一是水泥放出大量水热化，二是混凝土弹性模量的急剧变化，由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止。这期间，温度主要是由混凝土的冷却及外界变化索引的。这些应力与早期形成的残余应力相迭加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期，温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力迭加。
温度应力产生的原因主要是外约束和内约束（亦称自约束）。外约束指结构物的边界条件，一般指支座或其他外界因素对结构物变形的月苏。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。内约束指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，后质点变形部均匀面产生的相互约束。如桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，产生温差在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
防止裂缝的措施：一是尽量选用低热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。四是在混凝土内部中在埋设降温水管，通入冷水降温。五是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却，在寒冷季节采取保温措施。
3 干缩裂缝
干缩裂缝一般多出现在混凝土的养护结束后一段时间或是混凝土浇筑完毕后一段时间。混凝土干缩主要和混凝土的水泥的成分、水灰比、水泥的用量、材料的性质、外加剂的用量等有关。混凝土终凝前后由于水分蒸发会引起干硬收缩，混凝土砂、石骨料基本是无可收缩的，混凝土干硬收缩主要是水泥浆体的收缩，收缩过程是由外向内。干缩裂缝多为表面性的龟壳纹状或网状浅细裂缝。如不及时处理，会变成永久裂缝，会引起钢筋锈蚀，混凝土碳化而影响耐久性。
（1）、混凝土的干缩率，与混凝土的水泥用量成正比，与混凝土的用水量也成正比，水泥用量过多，水的用量过多，混凝土的干缩率就大。（2）、岩石和砂子基本上不收缩，石子成型时挤得越紧密，对抵抗干缩有益；配合比中的砂率越小，抵抗干缩的性能就越大。
3.1防止裂缝的措施
一是选用科学的施工方法。二是严格控制混凝土的材料质量。三是严格控制混凝土配合比。四是加强混凝土的早期养护，适当延长混凝土的掩护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间。在高温天气要对混凝土的沙石骨料进行降温。
以上是对混凝土裂缝进行了理论和实践上的探讨。针对新疆地区的气候，如夏季温度高、日照时间长、昼夜温差大；冬季温度很低等。在混凝土施工过程中我们应根据起气候特点，夏季利用昼夜温差施工。冬季尽量避免施工，或对混凝土施工进行保温搭棚、砂石料加温、水加温等措施来施工。
3.2 裂缝的处理
（1）表面修补法。是一种常见的修补方法，他主要适用于稳定对结构承载能力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理。处理的措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。（2）灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要是对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，通常利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中。常用的材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。嵌缝法是对裂缝封堵中最常用的一种方法。常用的材料有塑料油膏、氯乙烯胶泥、止水用的聚合物水泥砂浆。（3）结构加固法。当裂缝影响到结构的整体性时，要采取加固法对混凝土整体进行处理。方法有：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部采用预应力加固法、粘帖钢板加固、增设支点加固法等（4）混凝土置换法。是将已损坏的混凝土剔除，换上新的混凝土或其他材料的方法。常用的材料有：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。在处理时应根据实际情况而定。