混凝土裂缝成因预防与处理措施

混凝土裂缝成因预防与处理措施

我市近几年的城市建设飞速发展，尤其是房屋建筑。在混凝土施工中，混凝土的裂缝是最普遍的问题之一。作为一个建筑工作者，在此我谈谈混凝土施工中控制裂缝产生的成因，并提出一些预防措施和处理方法。

一、混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，宽度一般在0.05mm以下。这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2—0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

二、混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土裂缝问题，需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效途径。

（一）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，则有可能引起结构物开裂、变形甚至破坏。收缩裂缝一般认为是在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用而引起砼收缩而产生的，多为规则的条状，很少交叉，一般为枣核状，裂缝上下部宽度较小，中间较大，常发生裂缝结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中，梁、板、柱等小块体构件，预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在空气中的构筑物，影响更大，如不加以防范，就可能造成严重后果。

（二）混凝土材料及配合比

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。配合比不当包括施工中选用的水泥品种或等级不当，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当，等等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的黏结力降低10%。襄樊市近两年发现不少商品混凝土浇捣的楼板及剪力墙出现裂缝，总结的原因有如下方面。

1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩量增大，导致裂缝产生。

2.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

5.水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高，对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大，越易开裂。

对于我市商品混凝土来说，为了改善混凝土的和易性，实际配合比中往往水灰比较大，坍落度较大；为了降低生产成本，生产混凝土时，外加剂的掺量也较大，这也容易造成混凝土裂缝的产生。

6.空气中二氧化碳渗入混凝土中，与混凝土的碱性物质相互作用，降低混凝土碱度。碳化会破坏钢筋表面钝化膜，使钢筋失去混凝土对其的保护作用而锈蚀，胀裂混凝土。混凝土的碳化还会加剧收缩，引起结构产生裂缝。

（三）施工及现场养护原因

1.现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。

2.高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩量大。

3.对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

4.大体积混凝土浇筑，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。

5.现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

6.现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

7.现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。

这些因素都会造成砼较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。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。但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。

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（四）使用原因（外界因素）

1.构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

2.使用荷载超负。

3.野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。

4.周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。

5.意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、混凝土裂缝的预防措施

根据混凝土裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多，也就是说采取以防为主的方法。归纳起来，可以从以下几个方面着手。

（一）设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，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、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

（二）施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。混凝土浇筑时的高度必须严格按照规范，超过2米的落差必须使用串筒。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、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，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砼入模温度。 　（三）施工阶段

由于施工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就很小了。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：首先，砼要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次，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，以免影响黏结力。最后，浇筑、振捣操作要合理，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）养护

养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。在常见的混凝土裂缝中，有相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。

四、混凝土裂缝的处理方法

（一）涂抹

以涂为主，在裂缝表面涂抹新型高分子防水涂料，这种涂料是以合成橡胶或者合成树脂作为成膜材料，效果很好。目前常有聚氨脂、环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂防水涂料。

（二）封堵

多用于水平面上的裂缝，其宽度大于0.3mm。裂缝较小时，采用低黏度树脂；在干燥自然环境下可采用的材料很多，如高分子涂料，聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等；在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理，封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料；在漏水情况下可采用pbm—7聚合物混凝土封堵。

（三）嵌缝

在裂缝处凿八字形槽，并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。

（四）灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2—0.4mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。

综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，施工过程中需要设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐步得到妥善解决。

预制混凝土构件裂缝成因分析及预防措施2017-03-19 14:32 | #2楼

引言

钢筋混凝土结构裂缝扩展往往是破坏倒塌工程质量事故的主要原因之一，为此对研究裂缝的形态、分析裂缝的产生原因和裂缝对结构功能的影响具有重大的意义。其实，普通的钢筋混凝土结构一般都是带裂缝受力工作的，随着裂缝的发展变化，结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低，严重的甚至会导致结构构件的破坏，但是不通过观测仪器仔细观察钢筋混凝土裂缝一般很难发现。

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1.裂缝对结构的危害

当钢筋混凝土裂缝的宽度超过规范限值就成了有害裂缝；有害裂缝的存在对结构的耐久性和适用性又造成严重影响，裂缝对结构的危害一般主要表现三方面：

1.1引起建筑物渗漏。

由于裂缝渗漏未及时处理或处理不当，既影响建筑物的美观，又对使用功能带来缺陷。

1.2冰冻的影响。

钢筋混凝土一旦产生裂缝水分就会乘虚而人，即使渗入不是很深，但当外界气温降到0℃以下时，水分便会凝结成冰。若经过多次冰融循环，裂缝表面边缘会形成散裂，随着时间的推移，裂缝将逐渐加宽，结构物受力也将发生变化。最终将会造成结构破坏。

1.3钢筋的锈蚀。

可分为两种情况：有“先裂后锈”和“先锈后裂”。先裂后锈即由于钢筋混凝土收缩和施工质量等原因引起的裂缝，常常成为空气、水分等其它侵蚀介质的通道，裂缝时间长久以后，会使钢筋产生锈蚀，从而削弱了钢筋的受力截面积，破坏混凝土对钢筋的握裹力。先锈后裂即由于钢筋混凝土自身的化学变化作用，使钢筋发生锈蚀，锈蚀物体体积膨胀，因此会造成沿钢筋长度的混凝土产生劈裂裂缝，破坏钢筋混凝土保护层，使钢筋与外界空气接触，导致钢筋锈蚀速度迅速加快。

2.预制混凝土构件裂缝的成因

所谓裂缝增多是指前两类,也就是裂缝增多的两类发生在混凝土的早期,这一阶段对于混凝土的开裂过程来说是非常关键的。在混凝土加水搅拌的早期,混凝土的体积变化最剧烈,水化热集中释放,由于此阶段混凝土的抗拉强度和极限拉应变相对来说都较低,早期的约束变形而产生的应力极易使混凝土产生裂缝,这些裂缝形成的微裂缝缺陷又在后期造成拉应力集中,裂缝易扩展影响构件的外观质量、实际有效的保护层厚度减少、钢筋锈蚀造成耐久性下降、严重的还可能造成构件结构承载力下降等严重的质量问题。

早期裂缝增多的原因主要有:构件按设计图要求生产,现场施工效率提高,工期要求紧,不足28天养护龄期,需提高混凝土早期强度,可提前预应力张拉或放张,提前出厂。使用早强水泥及增加水泥用量,导致凝结时间,水泥水化热等问题。

除胶凝材料外,细集料的品种变化也是增加开裂的原因之一,在天然砂资源日渐减少的情况下,特别是适合构件生产的中砂难以采购的情况下,使用细砂、山砂及人工机制砂就不可避免,也是社会发展的趋势。但随之而来的应用技术没有同步,这也是裂缝增多的原因之一。

3.各种裂缝成因和防治措施

3.1混凝土的塑性变形引起的裂缝

混凝土的塑性变形引起的裂缝一般是不连续的，在构件上部，较浅。有时脱模后即可发觉。

原因分析：混凝土拌和时太干，流动性、和易性太小；在施工时振捣不够密实；覆盖不及时，养护不好，水分蒸发过快。

预防措施：严格控制水灰比，凝结时间不宜过快，必要时可掺缓凝剂；混凝土振捣应均匀分布，且上下层结合良好；加强养护，防止因混凝土的水分蒸发过快而发生混凝土硬化不均匀。

3.2荷载作用下的裂缝

荷载裂缝是由于结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。

产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等，往往人为因素影响较多，谨慎的控制人为错误可减少荷载裂缝产生。

预防措施：使用中不得改变使用荷载范围，特别是未成形的结构物，不许重型车辆行驶。其填土厚度严格按验标要求进行；提高设计人员的素质，提高图纸的设计质量，保证必要的构造配筋；加强施工人员的质量观念，严格按图纸及国家规范验收钢筋。

3.3由于温度产生的裂缝

温度裂缝是由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等多种因素造成，自然界气候变化对温度裂缝影响较大，为此作好应对温度影响的技术措施是至关重要。

成因分析：在混凝土温度应力、收缩应力的作用下，混凝土受周围结构的约束而不能自由变形，超过了混凝土结构的抗拉强度，此时在配筋率较低的部位抗拉强度较薄弱就产生了裂缝。转角处的裂缝是因为混凝土收缩时受到角两边结构面的约束而引起的

预防措施：温度裂缝由气候变化而导致．往往在经过夏天或冬天后出现或加大，在使用环境高温影响下，热源温度高，即使作用时间不长也可以引起开裂。热源温度不太高，在长期烘烤下也可能开裂。体积比较大的构件．由于水泥水化热大，构件内部温度与外部温度产生温差，而产生的裂缝的防治就是在构件表面加强覆盖，采取一定的保温措施，使这种温差降到最低。露天台座法生产的构件，当达到剪筋强度时，应立即剪断钢筋。

3.4自重徐变裂缝

在未拆侧模以前，其表现形式和横向裂缝极其相似，但自重徐变裂缝在拆侧模后特别是拆除底模用垫木搁支后和上板面的横向裂缝有很大区别，这类裂缝向下扩展，发生部位为距离板端部1～2m左右，数量不一，通常为两至三条。向下扩展要视具体情况。

成因分析：主要原因是混凝土的收缩在表面形成微裂缝，又由于模板支撑或刚度不足，桥面梁端部混凝土在重力作用下，以端承部折角处为支点形成弯距，产生拉应力，造成附近混凝土开裂。

预防措施：一是加强二次光面及早期养护，其次是加强模板刚度并在混凝土浇灌过程中及浇灌完毕后检查模板支撑，最好在浇灌混凝土完毕紧固支撑。在拆除侧模后暂缓拆除端部模板，一般应在同条件养护强度达到设计强度70％以后再拆除模板。

4.裂缝处理原则

针对不同裂缝的产生制定出相应的预防措施，取得了良好的效果，总结了处理措施的原则。

①满足设计要求，遵守标准规范的有关规定。

②查清建筑结构的实际状况、裂缝现状和发展变化情况。确定裂缝性质，观测裂缝的变化，制定适当的处理措施，正确地组织施工。

③根据裂缝的性质和使用要求确定处理目的。

④对危及结构安全的裂缝，必须认真分析处理，防止产生结构破坏倒塌的恶性事故，并采取必要的应急防护措施，以防止事故恶化。

⑤最好在裂缝稳定后再处理：对随环境条件变化的温度裂缝宜在裂缝最宽时处理；对危及结构安全的裂缝应尽早处理。

5.结束语

在多年的构件生产实践中发现,采取各项措施,构件的缺陷可以很大程度减少,但类似裂缝,特别是一些细小裂缝要完全避免出现基本上没有可能,由于目前拌制混凝土所用基本的原材料及相关技术发展情况看,在一定程度上可以说,裂缝将长期和混凝土及混凝土构件并存。裂缝现象及解决之道,应当开展多方位、多层次的探索。

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