混凝土裂縫原因分析及防治措施探析

張勸

【摘要】文中闡述了混凝土裂縫產生的原因、主要影響因素，對于裂縫的控制措施、裂縫的修補方法等進行了探討，為保證構筑物施工安全及正常使用打下良好的基礎。

【關鍵詞】混凝土；裂縫；原因分析；影響因素；控制措施；修補方法

1.概述

近年來，隨著我國經濟的高速發展，無論城市基礎設施建設，還是工業與民用建筑的建設，使用商品混凝土越來越多，在施工中因各種原因形成的混凝土裂縫問題日益突出，并成為具有相當普遍性的問題，給工程質量帶來了嚴重的安全隱患。因此，對混凝土裂縫的成因進行分析，并提出相應的防治措施及修補方法，具有重要的實際工程意義。

2.混凝土裂縫的成因

混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料按適當比例配合、拌制成拌和物，經一定時間硬化而成的人造石材，是一種非均質脆性材料。本文通過混凝土結構施工所用的原材料、施工工藝、外界因素等進行分析，歸納起來，可分為以下幾類裂縫。

2.1 荷載引起的裂縫

2.1.1 設計階段

（1）設計人員在設計過程中，對結構某些部位存在漏算、錯算及“經驗設計”等問題。

（2）設計單位對結構所處的地質環境、人文環境等因素考慮不周，往往可能造成結構設計抵抗力不足，導致混凝土開裂。

2.1.2 施工階段

（1）施工單位因自身施工失誤，造成構件幾何尺寸和設計出現差異，導致結構自重增大或鋼筋保護層過厚，減少了截面“有效高度”、降低了結構承載力。

（2）施工人員對結構性能了解不夠，在混凝土未達到設計強度前，提前進行拆模，導致結構提前變形、提早開裂。

2.1.3 運營階段

運營階段荷載超過設計標準，造成結構承載力不足而開裂，比如超載等現象。

2.2 混凝土早期收縮引起的裂縫

收縮是混凝土的一個主要特性，對混凝土的性能有很大影響。隨著我國商品混凝土的施工工藝的逐步推廣，商品混凝土由于流動性、和易性的要求，使得坍落度增加、水灰比增大、水泥標號提高、水泥用量增加、骨料粒徑減小、外加劑增多等因素的變化，導致混凝土的收縮及水化熱作用多比以往的低流動性混凝土大幅增加。

2.3 地基不均勻沉降引起的裂縫

由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成的結構基礎不均勻沉降會引起沉陷裂縫；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。

2.4 溫度引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質?；炷劣捎谑艿綌嚢枰约敖Y合態氫氧化鈣與水等材料發生反應的影響，澆筑期的混凝土內部溫度比較高，當高溫度的混凝土應用于工程施工時，表層的溫度將大幅度降低，而混凝土內部的溫度仍處在高溫或次高溫狀態，阻礙了混凝土表面的收縮，又因為混凝土的抗拉能力低，因此極易發生裂縫。

2.5 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長幾倍，從而產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂，沿著鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。

2.6 施工材料引起的裂縫

施工材料質量的好壞對混凝土構件影響很大，不合格的材料輕者引起混凝土的開裂，重者造成結構的破壞。

2.7 施工工藝引起的裂縫

（1）混凝土保護層過厚或鋼筋由于外界力的作用“塌陷”，將使截面“有效高度”降低，力筋力臂減少，力筋應力增大，使裂縫寬度、間距增大。

（2）施工中隨意更換鋼筋品種、型號。

（3）混凝土振搗不密實，出現蜂窩麻面，孔隙率過大，引起鋼筋銹蝕，應力集中。

（4）混凝土振搗過量，或攪拌時間過長，引起混凝土離析分層，引起混凝土強度差異大，表面強度不足。

（5）混凝土澆注順序不合理。在沉陷地基的支架上澆注梁體時，從墩柱往兩邊澆注，當澆注速度慢時?？拷ё幜后w混凝土初凝后，因澆兩邊混凝土引起模板支架下沉而產生拉應力，提早產生裂縫。

（6）混凝土養護。夏季施工時，倘若養護不及時，或養護時間不夠，混凝土失水過快，輕則造成混凝土表面的收縮開裂，重則使水泥水化反應不充分，降低混凝土強度。

（7）泵送混凝土施工時，為增加混凝土的和易性和流動性，增加單位用水量增大水灰比，將導致混凝土強度降低，混凝土的塑性收縮，干縮強度增大，出現龜裂。

3. 裂縫的施工預防措施

（1）結構施工前，對結構進行全面分析、計算，對設計中出現的可疑問題，及時會同設計單位協調處理。同時，可以經過分析、計算，了解結構各部位的受力特點，便于施工中采取措施。

（2）嚴把材料關，進場材料必須經過嚴格檢定，對不符合規范要求的材料堅決不用。

（3）全面分析，充分考慮不利因素，制定合理的施工方案。

（4）高度重視鋼筋的型號、尺寸、連接和幾何位置，在保證主筋位置的同時，決不能忽視構造筋的位置。

（5）混凝土的施工配合比，一旦經試驗確定后，不得隨意改變。對輸送距離過長，流動性確實較低、易造成堵管的情況，可加入適當的減水劑，提高混凝土的和易性，而不應采取增大單位用水量和水泥量來提高其流動性。

（6）對于大體積混凝土的澆筑，采取措施降低混凝土的核心溫度，減少混凝土內、外部溫差。

（7）加強混凝土施工過程控制，嚴防漏振、超振。

（8）加強混凝土養護，混凝土進入初凝后，不得進行擾動，同時澆水養護，澆水量以混凝土表面形成一層薄水膜為宜，同時注意防止混凝土暴曬，以免提早開裂。

（9）對結構確需開口的地方，應注意選取適當的施工方案。

4. 裂縫的修補方法

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力?；炷亮芽p的修補措施主要有以下幾種方法。

4.1 表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，包括表面涂沫法和表面貼面法。它主要適用于修補穩定裂縫。

4.2 填充法（嵌縫法）

填充法主要適用于修補水平面上較寬的裂縫（大于0.3mm），根據裂縫的情況，可以直接向縫內填入不同粘度的樹脂。

4.3 結構加固法

結構加固法是在結構構件外部或結構裂縫四周澆鑄鋼筋混凝土圍套或包鋼筋、型鋼龍骨，將結構構件箍緊，以增加結構構件受力面積，提高結構的剛度和承載力的一種結構補強加固方法。

4.4 電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土中的離子分布狀態，提高鋼筋周圍的pH值，鈍化鋼筋，以達到有效防腐的目的。

4.5 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，此法模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統組成部分中加入某些特殊組成部分（如含粘結劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時分泌部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

4.6 混凝土置換法

此方法是將嚴重損壞或失效的混凝土除掉，置換新的混凝土或其他材料，其具體工藝是：

（1）剔除混凝土；

（2）混凝土面層及鋼筋處理；

（3）置換材料的配置；

（4）養護及粉刷。

4.7 表面封閉法

此方法是一種在微細裂縫（寬度一般<0.2mm）的表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法，是一種較簡單的裂縫修補方法。通過密封裂縫表面達到防止水分、二氧化碳以及其它有害介質侵入的目的。

5.結語

混凝土結構的裂縫較難避免，通過對混凝土結構裂縫原因的分析，再采取相應的預防措施，可以在很大程度上減少混凝土結構裂縫的產生，從而保證結構的安全。

參考文獻：[1]李惠民.土木工程施工技術 北京：中國計劃出版社，2002

[2]應慧清.土木工程施工（上冊） 上海：同濟大學出版社，2006

[3]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.《鋼筋混凝土用鋼》（GB 1499.1-2008）.北京：中國標準出版社 2008