混凝土裂缝浅析

刘洪生/河南龙醒路桥工程有限公司

混凝土裂缝浅析

刘洪生/河南龙醒路桥工程有限公司

混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于公路、铁路、城市建设和水利海港建设。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。因此，科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，把混凝土裂缝控制在可以接受的程度上，从而确保工程质量。

混凝土裂缝；裂缝成因；裂缝分析

一、裂缝分类

1.收缩裂缝。混凝土微观裂缝一般肉眼看不到，它是内部固有的一种裂缝，也是不连贯的。这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的情况下视为无害。但宏观裂缝则要认真分析判断其形式。收缩裂缝:即在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状，很少交叉，常发生在结构的变截面处，往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件，危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止，很可能会造成严重后果。

2.超载裂缝。即混凝土构件超载使用时，造成变形、受力不均等原因产生的裂缝，一般均发生在构件受力弯矩最大的部位，成条状，但分布不像收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因，往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

3.沉降裂缝。即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成3°～4°角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施，在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

二、裂缝成因

1.砼的收缩。收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展则有可能引起机构物的开裂、变形甚至破坏。

2.配筋不足。配筋间距大、配筋率小的砼结构开裂多，无筋砼比有筋砼开裂多。钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致砼开裂。

3.砼材料及配合比。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。

4.养护条件。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。

三、砼裂缝预防措施

1.结构设计。设计上要注重容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。各部分荷载悬殊的结构适当增设构造钢筋，以避免不均匀下沉，造成应力集中而出现裂缝。

2.施工方案。采取良好的施工方案与预防措施，对控制混凝土裂缝着很大的关系。施工方案主要是确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯直力较小的部位；除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意。一般来说，应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

3.施工质量。由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95％以上，如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性也就小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，在施工阶段要注意以下几个问题:（1）必须确保正确的振捣方法。要根据商品混凝土的坍落度，合理控制振捣时间。振捣宜短振、快插、慢拔。因为振捣时间过短，混凝土不易密实；而振捣时间过长，则易形成混凝土的分层，从而造成过大的收缩应力，使混凝土出现裂缝。（2）混凝土的布料宜采用布料杵进行，严禁采用振动棒赶料。要确保混凝土摊铺均匀，保证混凝土的致密性和均匀性，避免薄弱界面的产生，防止发生裂缝。（3）为消除混凝土的浅表收缩裂缝，应在混凝土表面终凝前的收水时，进行两次或三次压实收光，对掺加活性掺和料的混凝土更应增加收光次数，严禁在表面撒纯水泥进行压实收光，以免收缩裂缝的产生。（4）严禁现场加水。要加强现场的管理力度，减少施工人员的主观随意性，确保按规范施工。（5）钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。（6）浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度，要恰到好处。

四、砼裂缝的处理

（一）经过调查分析，确认在裂缝不降低承载力的情况下，采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法：

1.表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。

2.充填法。当裂缝较宽时，可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。

3.注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入砼内部的修补方法，首先裂缝处设置注入用管，其他部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补。

（二）如果裂缝影响到结构安全，可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固，须经设计验算同意后方可进行。

1.围套加固法。在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。

2.钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时，应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。

3.粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度为1～4毫米。

五、结束语

综上所述，砼裂缝应针对成因，贯彻预防为主的原则，完善设计及加强施工等方面的管理，使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度，以确保结构安全。