康心蓉
深圳市水务规划设计院股份有限公司东原分公司 长沙 410007
[摘 要] 本文对混凝土工程中常见的六类裂缝问题进行探讨分析，并针对不同情况提出了相应的预防措施和处理方法。
[关键词] 裂缝 预防 处理
一．前言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于各种因素的存在，混凝土通常会产生裂缝，当裂缝很细微时，对混凝土的性能影响较小。在实际工程中，混凝土建筑和构件一般也是带裂缝工作的。但混凝土在受到荷载、温差等作用之后，细微裂缝就会不断扩展和连通，最终形成宏观裂缝，使其内部的钢筋等材料产生腐蚀，从而降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，进而影响建筑物的外观和使用寿命，严重者还会威胁到人们的生命和财产安全。
引起混凝土裂缝产生的原因很多：有温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的变形裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝；还有因外载作用引起的裂缝等等。实际工程中应区别对待，根据实际情况具体处理。
二．混凝土工程常见裂缝分析及预防
1．干缩裂缝及预防
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后一周左右的时间。干缩裂缝主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形产生：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失快，变形较大，内部湿度变化较小，变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间。在大体积混凝土平面部位多见，在较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，从而引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性。
混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。主要预防措施有五项：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。尤其是在冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2．塑性收缩裂缝及预防
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。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3ｍ，宽1~5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前或者刚刚终凝几乎没有强度或强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。
影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。主要从以下五个方面采取预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度与和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，并及时养护。
3．沉陷裂缝及预防
产生沉陷裂缝主要有以下几个方面的原因：一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。二是因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季施工时，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，危害较大，其走向与沉陷情况有关，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。若是较大的沉陷裂缝，往往带有一定的错位。
预防沉陷裂缝产生的主要措施有：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板施工时要注意采取一定的预防措施。
4、温度裂缝及预防
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。原因有二：一是混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就在内外形成较大温差，造成内部与外部热胀冷缩程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度极限时，就会在混凝土表面产生裂缝。
二是在混凝土施工中，若温差变化较大，或者受到寒潮袭击时，也会导致混凝土表面温度急剧下降，产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，同样将产生很大的拉应力而产生裂缝。因而，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生，且其走向无一定规律可循。
预防温度裂缝的措施较多：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。寒冷季节，搞好混凝土表面保温措施，以防止寒潮影响。十三是在混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
5．化学反应引起的裂缝及预防
化学反应而引起的裂缝主要指碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝。
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。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。因此应在施工中采取有效措施进行预防：一要选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。
由于混凝土浇筑、振捣不良或钢筋保护层较薄，使有害物质进入混凝土而使钢筋产生锈蚀，锈蚀钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂。此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。常用的预防措施有：一是保证钢筋保护层的厚度；二是混凝土级配要良好；三是混凝土浇注时要振捣密实；四是钢筋表层涂刷防腐涂料。
三．裂缝处理
混凝土裂缝的修补措施常用以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法。
1．表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，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深进裂缝的处理。通常的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，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2．灌浆、嵌缝封堵法
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入混凝土的裂缝中，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。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3．结构加固法
当裂缝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。实际施工中，通过加大混凝土结构截面面积、在构件的角部外包型钢等措施实现加固补强，常常采用预应力法、粘贴钢板法、增设支点法、喷射混凝土法。
4．混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：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。
四．结 论
混凝土裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，还会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，是混凝土工程中尽量避免的。可是，钢筋混凝土施工规范同时也规定：在所处的不同条件下，有些结构允许存在一定宽度的裂缝。但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，以确保工程质量。综上所述，预防混凝土裂缝的产生重在科学操作，规范施工，处理混凝土裂缝则要具体情况具体分析、措施和方法要有的放矢，以保证混凝土工程质量的万无一失。
参考文献
1．《钢筋混凝土结构设计规范》中国建筑工业出版社，1999.2.
2．《混凝土裂缝抑制措施的研究进展》鞠丽艳，2002. 5.
3．《混凝土施工中的裂缝控制》 郭仕万，肖欣，赵和平，山西水利科技出版社，2000.11.
4．《混凝土裂缝防治的两种新方法》鞠丽艳，张雄 2002. 7