混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、防治與處理方法探討

吳　斌　陳雪松　胡艷紅

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)建筑工程中混凝土工程的體量不斷增大，混凝土是當前最廣泛使用的建筑結構材料之一。然而，混凝土裂縫在建筑工程中是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，結合多年的工作經(jīng)驗，并參考大量文獻資料，分析了混凝土裂縫產(chǎn)生原因，提出了防治對策，而且闡述了混凝土裂縫后的處理方法，以期為有關混凝土建筑人員提供參考。

關鍵詞：混凝土；裂縫；原因；防治；處理

中圖分類號：TU973+.255 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2009）03-0284-01

1 混凝土裂縫產(chǎn)生主要原因

1.1 人為因素

（1） 設計不當產(chǎn)生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過多凹凸角，產(chǎn)生的凹角應力集中導致出現(xiàn)裂縫。一些超長建筑物，很易出現(xiàn)伸縮裂縫。此外，因設計的承重板件厚度太小，剛度減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大，致使板件出現(xiàn)穿透性裂縫。（2）混凝土材料使用不當產(chǎn)生的裂縫，比如：使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產(chǎn)生裂縫。（3）施工方法不規(guī)范會導致混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.2 客觀原因

（1）溫度應力引起裂縫，目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。（2）收縮引起裂縫，收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。

2 防治

2.1 溫度的控制

（1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。

（2）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。

（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

（4）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。

（5）改善混凝土的攪拌加工工藝，在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

（6）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。

（7）如果是大體積混凝土，因為溫度應力與結構尺寸相關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，所以在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫，減小混凝土的內(nèi)外溫差，減小約束。

（8）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度，澆筑混凝土時，預留溫度收縮縫。

（9）是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。

（10）是加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施，以防止寒潮襲擊。

（11）在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。

（12）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

2.2 采用合理的施工方法

（1） 混凝土的拌制，要嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度，要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度。

（2）混凝土澆注過程質(zhì)量控制。澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大 ，引起裂縫。另外，當日平均氣溫在2～3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6～8℃時，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進行表面保護。

2.3 設計部門應明確建筑物的安全第一的宗旨

在保證安全的前提下對建筑物的實用性、裝飾性進行改進，不可片面追求建筑物的經(jīng)濟性和裝飾效果。

2.4 混凝土材料方面

（1）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關系。一般情況下，水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土，使用強度等級為42.5的水泥比較合適，可以達到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。切記不能只為片面追求經(jīng)濟效益，使用高標號水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場一定要設置與施工規(guī)模和進度相匹配的水泥庫，嚴禁不同廠家的水泥混用。

（2）選用級配良好的粗、細骨料，粗骨料中針片狀石子嚴禁超標，細骨料不能使用細砂，含泥量嚴格控制在規(guī)范要求以內(nèi)。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應速度，降低混凝土入模溫度。

3 混凝土裂縫的處理

3.1 表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

3.2 填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（〉0.3mm），作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達到效果的裂縫，以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開Ｖ型槽，然后作填充處理。

3.3 灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

3.4 結構補強法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗、鉆心取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。

4 混凝土裂縫控制案例分析

4.1 在建工程發(fā)生裂縫描述

某小區(qū)在建某棟樓為六層磚混結構，在砌磚基礎前用商品混凝土做300mm厚墊層，其中商品混凝土的配比及相關參數(shù)如下：該商品混凝土強度等級為C15，落度為110-130mm，水泥強度等級為P32.5，細骨料的細度模數(shù)為2.5，粗骨料最大粒徑為31.5mm，，減水劑摻量為1.6%，摻平電Ⅰ級粉煤灰.混凝土的配合比為： 水泥：細骨料：水：摻合料：外摻劑=257：739：1156：180：64：4.0（每M3）。混凝土澆筑完畢后，又按照要求對其進行了規(guī)定時間的養(yǎng)護。但是，在墊層的某些部位還是出現(xiàn)了一定程度的裂縫。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，裂縫大部分屬表面裂縫，長短不等，尺寸在20mm -400mm之間，多出現(xiàn)在拐角等部位，形狀沒有任何規(guī)律。結構內(nèi)部將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。

4.2 初步處理措施

基礎混凝土墊層存在部分嚴重收縮縫，經(jīng)勘察為表面收縮裂縫。對于基礎混凝土墊層存在部分收縮裂縫問題，采用人工沿裂縫每邊各50mm鑿除，用水沖洗干凈后，用C20細石混凝土重新澆筑，待終凝后澆水養(yǎng)護。完畢后使聚合砂漿保持一定時間的濕潤狀態(tài)，初凝后養(yǎng)護7天以上。實踐結果證明，對于混凝土墊層，該加固處理方法能取得良好的效果。

4.3 以后施工過程中裂縫的防治措施

（1）混凝土收縮值的大小和水泥品種、用量、拌和用水量、骨料規(guī)格、振搗密實性和養(yǎng)護好壞有關，應嚴格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。

（2）為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一，可摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性。

（3）在炎熱環(huán)境中降低混凝土表面溫度，如用冷水拌合、覆蓋模板及底板、避開一日中最熱時間施工等。

（4）合理的安排施工工序。混凝土澆筑后要及時覆蓋，終凝后盡早進行養(yǎng)護，應遮擋太陽直射或灑濕周圍場地等。如遇風季，需設置擋風設施，適當延長養(yǎng)護時間。

（5）在澆筑混凝土時，如確實需要，必須經(jīng)務實處理后再作預制場地，還要保證模板有足夠的強度和剛度，支撐牢固，并使地基受力均勻，防止混凝土澆筑過程中模板和地基被水浸泡。