浅谈混凝土裂缝的产生原因和预防措施

浅谈混凝土裂缝的产生原因和预防措施

摘要：混凝土裂缝分为两种：一种为结构性裂缝，一种为非结构性裂缝。非结构性裂缝是最为常见的裂缝，这种裂缝对结构的承载力虽无大的影响，但易于造成钢筋锈蚀，降低结构物的使用寿命，所以必须重视对裂缝的处理和对裂缝产生的预防。

关键词：混凝土裂缝；原因分析；裂缝修补；防治措施

Abstract: the concrete cracking is divided into two kinds: one kind is structural cracks, a is a structural cracks. The structural cracks are the most common cracks, the cracks on the structure of the bearing capacity of have no influence, but easy to cause corrosion of reinforcement, reduce the service life of structures, so must attach importance to the processing of crack and crack prevention.

Keywords: concrete crack; Reason analysis; Crack repair; Prevention and control measures

1裂缝的概念

混凝土结构构件的裂缝是一个很普遍的技术问题，人们对它开展了许多试验研究。大家都知道，混凝土由砂子、石子、水泥、水以及存留其中的气体组成，是一种非均匀的脆性材料。各组成材料的变形系数不同，在相同的温度、湿度变化及硬化产生的体积变形下，各组成材料变形并不一致，所以在混凝土内部会产生微细裂缝。这些裂缝用显微镜才能看得见，它们的分布是不规则且不连贯的，在荷载作用下或进一步温差和干缩情况下，这些裂缝的长度、宽度和数量均相应的增大，并逐渐互相贯通，从而出现肉眼可见的裂缝。

近代对混凝土强度理论进行亚微观研究结果以及大量工程实践所提供的经验都说明，混凝土结构的裂缝是不可避免的。微细裂缝对使用无多大危害，裂缝是一种可以接受的材料特征。这种裂缝不同于构件破坏前的结构裂缝。除对裂缝有严格要求的构件，如水池等外，一般构件是允许带裂缝工作的，设计时一般要验算裂缝宽度，构件的裂缝宽度不能超出允许的裂缝宽度值，过宽的裂缝对结构还是有较大危害的。

2裂缝产生的原因分析

前面说过钢筋混凝土结构构件的裂缝是由材料内部的初始缺陷微裂扩展引起的。引起微裂扩展产生裂缝的原因很多，大致可归为两大类：第一类，由外荷载引起的裂缝，也称为结构性裂缝，其裂缝与荷载相应，预示结构承载力可能不足或存在严重问题；第二类，由变形引起的裂缝，也称为非结构性裂缝，如温度变化，混凝土收缩等因素引起的裂缝。第二类裂缝约占总裂缝的80%。

非结构性裂缝根据产生的原因不同又可细分为温度裂缝和干缩裂缝等。对于泵送施工的预拌混凝土，在施工阶段产生的裂缝多属于干缩裂缝。

干缩裂缝有两种，一种是表面不规则的发丝裂缝，另一种发生在配置钢筋之间并与钢筋平行的中间宽、两头细的裂缝，这种裂缝一般发生在终凝后。

干缩裂缝原因分析：混凝土在水化结硬过程中，水泥矿物与水逐渐转化为凝胶结晶形成的水泥石，从而产生强度，在毛细管中的水及凝胶水逸失时，水泥石略有收缩。另外，主要是混凝土内水分的不断蒸发，使体积收缩，这两种收缩的结果是混凝土产生干缩变形，导致裂缝产生。

除混凝土中水化作用和水分蒸发作用而产生收缩变形以外，产生干缩裂缝的另一个因素是施工养护不良，造成表面干燥过快，而内部湿度变化小，表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土的约束，因此，在构件表面产生较大的拉应力，即干缩应力。当干缩应力超过混凝土极限抗拉强度时，则混凝土表面被拉裂而产生干缩裂缝。

形成裂缝的另一个重要原因是混凝土本身这种材料性质决定的，那就是混凝土的抗拉强度低，在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。混凝土的抗拉强度是抗压强度的1／10左右，而且由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力低，易于出现裂缝的薄弱部位。在施工中混凝土由高温冷却到稳定温度的过程，往往会在混凝土内部引起相当大的拉应力，这种拉应力依靠混凝土自身承担，而一旦超出混凝土的抗拉强度就会产生裂缝。

实践经验证明，干缩裂缝的产生与水泥品种、混凝土中的水泥含量、水灰比大小、骨料性质、含泥量等有关，另外还与气候、钢筋布置以及外加剂等都有一定关系。

干缩裂缝对结构的承载力尚无大的影响，但易于造成钢筋锈蚀，降低结构物的使用寿命。

3工程实例

某办公楼的二层顶板⑤～⑩轴梁板及楼梯，于浇筑后次日浇水养护时发现其表面有裂缝，可以看到有渗水现象，这次浇筑混凝土未覆盖塑料薄膜加以保养，然后出现裂缝。这种裂缝就属于干缩裂缝。这种裂缝对承载力无影响可采取以下措施进行处理：

（1）对于清扫后能观察到的裂缝，采用涂抹环氧树脂胶泥法进行处理，具体方法如下：

首先处理基层，可用空气压缩机将裂缝附近表面的灰尘、浮渣清除，尽量不

用水冲，否则必须用喷灯烘烤干燥、预热，以保证基底干燥。然后涂刷环氧树脂胶泥，用硬毛刷或刮板蘸取胶泥，均匀涂刮在裂缝表面，宽80～100mm，涂刷二遍。

环氧树脂胶泥的配比：环氧树脂（g）∶ 邻苯二甲酸二丁酯（ml）∶二甲苯（ml）∶乙二胺（ml）∶粉料（g）=100∶10∶30~40∶8~12∶25~45。在这里要注意的是，二甲苯乙二胺粉料的掺量可视气温和施工操作具体情况适当调整；由于二甲苯有毒，不利于环境，故可改用其他无毒溶剂。

（2）为保险起见，对存在裂缝的房间的整个地面采用表面涂抹砂浆法进行处理：将基层清理干净并洒水湿润，先刷水泥净浆一遍，然后用1∶1～2水泥砂浆分两层涂抹，总厚度10~20mm，涂抹3~4小时后进行覆盖洒水养护。

按上述方法处理后得到了满意的效果。

4裂缝的防治措施

（1）采用二次抹压技术，这是相当有效也是被普遍采用的一项技术，即混凝土入模振捣。表层刮平抹压1~2小时后，也就是在混凝土初凝前，在混凝土表面进行二次抹压。目的在于消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝，增加混凝土内部的密实度。但是，二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果；过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，消除不了混凝土表面已出现的裂缝。

（2）通过上述裂缝产生原因的分析可以看出混凝土的养护不当是裂缝的产生的一大主要原因，所以必须重视混凝土的养护工作。混凝土表面经过二次抹压后，必须立即覆盖塑料薄膜进行养护。

另外，对于要求严格控制温度裂缝的大体积混凝土可以采用保温养护，即根据混凝土绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。保温养护的目的一方面在于减少混凝土表面热扩散，减少内外温度；另一方面在于延缓散热时间，控制降温速率，有利于混凝土强度增长和应力松驰，避免产生贯穿裂缝。

（3）选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥；或掺入一定比例的粉煤灰、高效减水剂、缓凝剂来降低混凝土水化热。

（4）降低原材料进入搅拌机的温度，最大限度降低混凝土出机温度。如夏季在水内加冰块，降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高；混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温；混凝土泵送管道遮阳防晒等措施。

（5）掺入UEA膨胀剂，在最初14天潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。

5结束语

对于广大施工管理人员来说，可以不必深究混凝土裂缝产生的成因和关于裂缝的计算方法，但必须掌握预防混凝土裂缝产生的措施，尤其是在实践中应用效果比较好的措施，一定要运用到工程中去。在具体施工中还要多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，混凝土裂缝是可以避免的。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。