混凝土建筑结构裂缝原因及预防措施

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摘要：裂缝一直是伴随着混凝土建筑结构的最为常见的病害，对建筑结构产生着重大的安全隐患，危害着使用者的安全。随着经济的发展对裂缝的控制要求也越来越严格，本文通过对混凝土建筑结构常见裂缝的原因进行分析，并提出了有效的预防技术措施。

关键词：混凝土结构；常见裂缝；裂缝原因；预防措施

混凝土是当前建筑工程最常用的建筑材料，但是裂缝问题在混凝土的使用中始终无法避免。要更好的解决裂缝问题就要从混凝土的材料特性入手，找到裂缝产生的原因，对裂缝的控制要以预防为主，利用新技术新措施以提高混凝土的施工质量，减少裂缝的产生。

1.混凝土裂缝的分类及形成成因

1.1干缩裂缝

混凝土浇筑完后要进行养护，当养护结束后，水泥浆中水分会蒸发使混凝土产生干缩。混凝土内外的水分蒸发量往往不同，就会导致混凝土产生不同的变形以致产生干缩裂缝。混凝土外表面的水分蒸发较快变形大，内部相对较慢变形较小，这样产生的内外表面干缩变形差，混凝土表面会产生拉应力，从而产生裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土的表面，为浅细裂缝，呈平行线状或网状，宽度多在0.05~0.2mm之间。干缩裂缝会使混凝土的抗渗性降低，使钢筋的锈蚀加快，不利于混凝土的耐久性。

1.2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，受高温或较大风力的影响，会使混凝土表面过快失水，使混凝土体积不断收缩，混凝土的强度无法抵抗本身收缩产生的应力时，混凝土表面就会产生龟裂。塑性收缩裂缝多出现在暴露在空气中的结构构件。塑性收缩裂缝较短的一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3m，宽1~5mm。

1.3温度裂缝

温度是引起混凝土结构裂缝的重要原因，温度裂缝又可分内部温度引起的裂缝和外部温度引起的裂缝。内部温度裂缝是因为当水泥与水进行化合时，水泥水化热产生的热量会大量释放出来，如果不及时将这些热量弱化或者降低，在接下来的凝结过程中，温度就会慢慢释放，从而产生收缩力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。外部温度裂缝主要是恶劣天气造成的，高温天气或者低温天气，使外部环境温度与混凝土内部温度产生较大温差，产生收缩力，混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝对大体积混凝土较为常见，裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显。

1.4结构性裂缝

结构性裂缝是由于混凝土浇筑施工或使用过程中，由于外界力量的伤害产生的，根据受力的不同又有不同的分类。荷载裂缝：混凝土结构受到外力作用时混凝土内部会产生的拉应力，当拉应力超过其极限抗拉强度时就会产生荷载裂缝。根据荷载类型不同荷载裂缝分为弯矩裂缝、剪切裂缝、扭矩裂缝等，弯矩裂缝是由于弯矩引起的，剪切裂缝是由于剪力（或弯矩剪力共同作用）引起的，扭矩裂缝是由于扭矩（或扭矩弯矩剪力共同作用）产生的。沉降裂缝：沉降裂缝是由于地基条件不利所致，如地基土质松软、不均匀，或回填土不实、浸水等使建筑物产生不均匀沉降，以及模板刚度不足，或施工时地基存在冻土，冻土化冻后产生不均匀沉降，也会产生沉降裂缝。地震裂缝：地震是建筑结构较为重视的伤害原因。地震会对混凝土结构产生较大的破坏力，这种结构性裂缝，常常难以预料，如果一旦发生时重则无法避免，裂缝的开裂程度也比较严重，应加强预防伤害。施工裂缝：在施工过程中振动棒振捣或者拆除保护膜敲打而产生的撞击，造成的裂缝，这种裂缝造成的影响一般不严重，往往很难发现裂缝的存在或者存在的部位，注意施工设备的规范操作完全可以避免裂缝的产生。

1.5冻胀裂缝

冬季施工时，要加强混凝土表面的保温措施，否则混凝土就会遭受冻害。表面被冻胀的混凝土解冻后，钢筋的变形若不能同混凝土同时恢复就会产生表面裂缝。冻胀裂缝宽窄不一，一般沿钢筋方向出现，如主筋、箍筋方向都会出现，。

1.6化学反应引起的裂缝

钢筋混凝土结构施工中的碱骨料反应和使用中的钢筋锈蚀都会引起其裂缝。混凝土内部的碱骨料反应会使内部的活性骨料的体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。在不良环境下有害物质会沿保护层侵入混凝土内使钢筋产生锈蚀，钢筋锈蚀后体积会膨胀产生拉力，导致混凝土胀裂，因此要根据环境不同合理选择混凝土的钢筋保护层厚度。

2.常见裂缝的预防措施

2.1干缩裂缝的防治

混凝土干缩的主要影响条件有：混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等。混凝土搅拌和施工中的配合比要符合设计规定，要控制好混凝土的用水量，减少水泥及水的用量，可以掺加减水剂来控制用水量。做好混凝土的养护，可以在混凝土表面覆盖塑料薄膜或者草垫、麻片等，混凝土表面要及时洒水或养护剂以保持其表面湿润。混凝土结构中要每隔一定间距设置一条的收缩缝，减小变形拉应力。长期露天堆放的混凝土预制构件，应当覆盖并经常适当洒水养护。

2.2塑性收缩裂缝的防治

影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、凝结时间、环境温度、相对湿度、风速等。因此，要增加混凝土的和易性，可以采用掺加减水剂来控制水灰比，减少水泥及水的用量。养护好混凝土，浇筑混凝土之前先浇水均匀湿透基层和模板。混凝土终凝前表面应一直保持湿润，覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等。冬季施工混凝土更容易产生塑性收缩裂缝，要做好混凝土的保温，，并涂刷养护剂养护。

2.3温度裂缝的防治

尽量选择低热量水泥，如硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、低热水泥等，以减少水泥水化热产生的热量，减少水泥用量。控制水灰比，可以在在混凝土搅拌过程中加入高效减水剂，用来减少用水量。改善骨料级配或质量，添加掺合剂等，合理配比水泥、砂石、水、骨料，用来吸收水泥水化热量。施工时需掌握好振捣力度及频率，减少振捣时因做功产生的热量。大体积混凝土要加强温度的监控，及时采取冷却、保护措施，拌和水掺加冰屑，降低水温，对砂石喷凉水冷却，降低混凝土浇灌温度。合理安排工序，薄层浇注，均匀上升，以利散热。预防混凝土外部温度裂缝，就要控制好混凝土内外温差。混凝土浇筑后及时用草帘、塑料将混凝土与空气隔绝，避免外界热量传递到内部。在混凝土表面覆盖保温措施,并适当延长养护和脱模时间，以防止混凝土表面降温过快产生裂缝。

2.4结构性裂缝的防治

混凝土结构的施工要有正规的设计图纸才能进行，禁止仅凭经验施工。并且要按设计用途使用，合理增加荷载。不得过早拆模，施工时构件堆放不得超载，不得过于集中，确保混凝土结构能够承受上部荷载，防止荷载裂缝的出现。预应力构件要在合理的强度范围内施工，及时检测裂缝的出现，发现裂缝时要及时整改。减少沉降破坏要处理好地基，如果有软土层时，上部结构施工前应对软土层进行处理，用砂石混凝土填筑软土层然后进行振捣碾压，直到结实为止。在基础设计中采用不同方法调整地基的不均匀变形，如调整基础的埋置深度，改变垫层厚度，采用不同的地基强度等。地基条件不好是可以适当加强基础的刚度和强度。保证模板有足够的强度和刚度，支撑牢固，并使地基受力均匀。施工地基中存在冻土时，搭设模板时要注意采取一定的预防措施。施工中施工方法要得当，注意施工工艺，混凝土要凝结结实才能拆除保护膜，在拆除保护膜时用力轻轻敲打，不能用力过猛。

2.5冻胀裂缝的防治

混凝土冬期施工时，应采用普通水泥，低水灰比，并掺加适量早强抗冻剂，对混凝土进行蓄热保温或加热养护，直至达到40%设计强度。

2.6化学反应裂缝的防治

做好材料的选用，选用低碱水泥和，选用碱活性小的砂石骨料，选用合适的掺和料抑制碱骨料反应和低碱或无碱的外加剂。混凝土浇筑、振捣要确保钢筋保护层达到设计要求，以减少钢筋的锈蚀。

3.混凝土裂缝的处理方法

3.1常用的混凝土裂缝处理方法

混凝土的裂缝应根据裂缝的性质和形成原因及时进行处理，常用的裂缝处理方法有：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构补强法，电化学防护法，混凝土置换法，仿生自愈合法。

3.1.1表面修补法

表面修补法用于对对结构承载能力影响较小的表面裂缝以及深进裂缝的处理，修补方法简单容易掌握。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，也可以在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施，防止混凝土的继续开裂。表面涂抹适应于混凝土表面的浅细的裂缝，不再扩展的裂缝，深度仅在混凝土保护层的细丝裂缝、不渗水的缝、不伸缩的裂缝等。表面贴补法适用于漏水位置难以确定的蜂窝麻面大面积漏水的防渗堵漏。

3.1.2灌浆、嵌逢封堵法

灌浆法是传统的裂缝处理方法，效果很好，应用范围广，主要适用于修补对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝，从细微裂缝到大裂缝均可适用。它是将胶结材料利用压力设备压入进混凝土的裂缝中，封堵住混凝土中的裂缝，使硬化后的胶结材料与混凝土形成一个整体。水泥浆、塑料油膏、甲基丙烯酸酯、丁基橡胶等为较为常用的胶结材料。也可使用刚性材料如聚合物水泥砂浆。

3.1.3结构补强法

要保证混凝土结构的性能就要对结构使用过程中产生的裂缝及时进行处理，以防止混凝土耐久性降低。结构补强法是较为常见的结构性能处理方法。结构补强中常用的方法包括断面加固法、锚固加固法、预应力法、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等。补强处理完毕后要对混凝土裂缝处理效果作检查，包括：修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等，确保处理效果满足要求。

3.1.4电化学防护法

控制钢筋的锈蚀可以采用电化学防护法，即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，以达到钝化钢筋防止其防腐的目的。化学防护法中常用的方法有：阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法。

3.1.5混凝土置换法

处理损坏较为严重的混凝土结构可以采用混凝土置换法。做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。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是较为常用的置换材料。

3.1.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是模仿生物组织对创伤部位的自我愈合机能，即体内分泌某种物质来愈合伤口，是新创的裂缝处理方法。将某些特殊物质(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)加到混凝土中，在混凝土内部形成如神经网络系统般的仿生自愈合功能，当混凝土出现裂缝时会自动分泌出液芯纤维使裂缝重新愈合。

3.2裂缝渗、漏的处理方法

当混凝土结构因为裂缝原因出现渗漏现象时，就要及时对渗漏部位进行处理，确保结构安全。结合混凝土渗、漏的特点、原因和结构位置、渗漏程度、对结构的影响，根据不同的形式可采取不同的堵漏办法。常用的混凝土的堵漏的方法有：化学灌浆法、嵌缝堵漏法、堵封堵漏法、涂膜(布)堵漏法。

3.2.1化学灌浆堵漏

对贯通性裂缝，漏水较为严重且对结构安全隐患较大的的部位，堵漏往往比较困难，可以采用化学灌浆堵漏。应先确定出裂缝部位，做好处理裂缝堵漏方案。化学灌浆堵漏法是采取化学灌浆料与快速凝结水泥和无收缩水泥砂浆配合使用来解决混凝土裂缝，常用于线型掺、漏的部位处，能较好的达到堵漏效果。

3.2.2嵌缝堵漏法

混凝土表面只出现映水现象，在长时间不处理，将会影响整个表面的美观及室内的使用效果时可以采用嵌缝堵漏法。

3.2.3堵封堵漏法

该方法主要是应用在水下或地下混凝土在涌水的条件下的孔隙、孔洞和裂缝的快速封堵，处理较为困难处。常用处理材料叫快速堵漏剂（也有的称为PBM聚合物）。

3.2.4涂膜(布)堵漏法

当混凝土出现大面积渗水的情况时，主要是由于施工时振捣不密实形成的混凝土内部不密实而造成，可以采用涂膜堵漏法来处理之。处理方法比较简单，将混凝土结构物表面清理干净，直接在其表面上进行防水处理即可。

4.结束语

随着经济的发展人们生活水平的不断提高，对住宅居住环境和质量提出、更高的要求。裂缝现象作为混凝土结构中普遍存在的一种缺陷，影响建筑物的使用功能和使用安全。要对混凝土裂缝的部位、形成原因、危害程度等认真分析，保证施工质量以预防为主，对出现的裂缝采用合理的方法结合新技术和新材料进行有效处理，确保建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

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作者：许辉 单位：国华（射阳）风电有限公司