浅谈混凝土裂缝的成因及预防处理措施

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热度0票  浏览179次 时间：2021年2月08日 10:43

李 响

（鞍山市城市建设发展中心）

摘要：混凝土是一种非均质脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯，在荷载或应力作用下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝。

开裂发生的原因，可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中 , 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于 0.05mm 的裂缝通常对使用无大的危害 , 叫做无害裂缝 , 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力 , 而且直接影响结构耐久性 ,缩短使用寿命。

施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝 , 或减少裂缝的数量和宽度 , 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定 , 如我国的 CCES 01-2004 《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 , 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为 0.2mm; 水中和土中环境下为 0.3mm 。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。

一、混凝土裂缝的成因：一般而言,混凝土裂缝可分为混凝土自身原因和外部原因

1 、混凝土因自身特性产生裂缝，收缩裂缝：收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时，不会产生裂缝，而实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。

2 、水化收缩：水泥和水反应后生成物体积 , 会比反应前水泥和水的体积减小 ; 水化反应的同时 , 绝对体积也会减少 , 即产生水化收缩。

3 、混凝土自身收缩 所谓自身收缩 , 是指在外部无水分供应时 , 水泥浆的骨架形成后 , 伴随着水泥水化反应的逐步完成 , 水泥浆中的水被消耗 , 会形成弯液面而发生负压 , 出现的收缩现象。

4 、温度裂缝：温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。影响温度裂缝的主要因素有 : 水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。

5 、化学反应引起的裂缝：碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子 ． 这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。

6 、施工工艺及流程造成的裂缝：施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉，或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝；施工控制不严，由于施工荷载过大而导致出现裂缝。

7 、养护不当造成的裂缝：过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护，如干燥过快，则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素，一般情况下，在混凝土初凝时，需开始养护。养护措施要合理，应该采用麻袋覆盖浇水养护，以保证混凝土表面能够充分的湿润，养护时间应在 7 天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间，更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。

二、混凝土裂缝的预防措施

1 、严格控制混凝土施工配合比

2 、严格控制混凝土的温度应力

3 、做好裂缝计算

4 、做好混凝土的浇筑和振捣

5 、做好后浇带的施工

三、混凝土裂缝的处理措施

混凝土裂缝处理，是指采取科学的方法对混凝土裂缝进行修复的技术。混凝土裂缝一般有三种状态：静止裂缝，活动裂缝，正在发展的裂缝。

混凝土裂缝处理方法的选择一般要考虑的因素：判断裂缝是活动的还是静止的；修补的主要目的是什么？是减少过多的渗漏、使裂缝处完全水；是否需要加固处理；裂缝产生的主要原因是什么；裂缝未来的变化（数值和方向）如何。混凝土裂缝处理的 13 种常见方法： 1. 树脂灌注法； 2. 表面封闭法； 3. 钻孔嵌塞法； 4. 柔性封闭法； 5. 表面附加钢筋法； 6. 灌浆法； 7. 干嵌填法； 8. 钉合法； 9. 聚合物浸入法（重力渗入和真空渗入）； 10. 迭合面层和表面处理法等等。—— — 常见的混凝土裂缝处理的基本原理、要点： 1. 树脂灌注法 环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树脂可以灌入到 0.05 ㎜的裂缝。

除某些特殊的环氧树脂之外，当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时，通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的工程师自动低压灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。

四、混凝土裂缝产生的原因分析

1 、塑性收缩裂缝：塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。

2 、沉降收缩裂缝：沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。

3 、温度裂缝：温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。

五、混凝土的修补分类

1 、表面修补法：表面修补法是一种简单、常见的修朴方法 ． 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探进裂缝的处理。

2 、灌浆法、嵌缝修补法：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。

3 、结构加固法：当裂缝影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。

4 、混凝土置换法：混凝土置换珐是处理混凝土严重损坏的一种有效方法 ． 此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。

5 、电化学防护法：电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护珐、氯盐提取法、缄性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

6 、仿生自愈合法：仿生自愈合法是一种新的裂缝娃理方法它模仿生物组织对受刨伤部位自动分泌某种物质 ． 而使刨刨伤部位得到愈合的机能 ． 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分 ( 如含拈结剂的液芯纤维或胶囊 ) 。在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分秘出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

结束语

混凝土结构裂缝的危害是巨大的 , 它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻 , 加速内部钢筋的锈蚀 , 影响结构的耐久性、安全使用年限 , 给人们的生活带来潜在的危害。因此我们必须高度重视 , 在工程实践中以预防控制为主 , 若结构出现裂缝要认真分析原因 , 并采取相应的措施加以妥善处理。

参考文献

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