浅议混凝土产生裂缝的原因及预防和处理

浅议混凝土产生裂缝的原因及预防和处理

摘要：混凝土裂缝已成为建筑工程中常见的工程病害，轻者使混凝土内部的钢筋产生腐蚀，降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性、使用价值等，严重的危害性裂缝特别是贯穿性裂缝会严重影响结构安全和使用寿命。下面结合自己工作实际，谈谈混凝土裂缝的预防和处理。

关键词：混凝土、裂缝、成因、预防、处理

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的多项复合脆性材料。混凝土裂缝已成为建筑工程中常见的工程病害，轻者使混凝土内部的钢筋产生腐蚀，降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性、使用价值等，严重的危害性裂缝特别是贯穿性裂缝会严重影响结构安全和使用寿命。下面结合自己工作实际，谈谈混凝土裂缝的预防和处理。

一、混凝土裂缝类型

造成混凝土裂缝的原因很多，归纳起来，主要分为混凝土内部因素造成裂缝和外部因素造成裂缝两种，内部因素主要有温度应力、约束收缩应力、碱活性反应等因素，外部因素主要有地基沉降和外荷载的影响等。很多情况下，混凝土裂缝是多种因素共同作用的结果。

二、混凝土裂缝的成因

1、温度应力裂缝

温度应力裂缝是混凝土浇筑后，水泥与水反应产生水化热，使得混凝土内部温度升高，相邻部位的混凝土由于温度不同而造成温差，由此产生温度应力，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就产生温度应力裂缝。

2、收缩应力裂缝

通常结构混凝土分二期或多期进行浇筑，一期混凝土具有一定的自由伸缩变形余地，一般不会出现裂缝，但浇筑二期混凝土时，一期混凝土温度已下降，强度也增长较快，二期混凝土收缩时因受一期浇筑混凝土的约束产生拉应力，当超过拉应力极限时将导致混凝土开裂。

3、碱集料反应

碱集料反应是指混凝土中的碱与混凝土集料（砂石）中的碱活性矿物成分，在混凝土固化后缓慢发生化学反应，产生的胶凝物质因吸收水份发生膨胀，最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。其主要包括：

⑴碱—硅酸反应：是碱与集料中活性SiO2发生反应，生成碱的硅酸盐凝胶，

吸水后体积膨胀，引起混凝土膨胀和开裂。

⑵碱—碳酸盐反应：是碱与泥质石灰、石质白云石产生白云石化反应。

⑶碱一硅酸盐反应，是碱与某些层状硅酸盐集料反应，使层状硅酸岩层间距离增大，集料膨胀而造成混凝土膨胀。

4、沉降裂缝和外荷载裂缝

沉降裂缝主要是由于地基强度不均匀而造成沉降不均，引起建筑物部分结构受剪切，当剪切力超过混凝土的极限抗剪强度即产生沉降裂缝。

外荷载裂缝，此种裂缝是由外部荷载引起的。

三、混凝土裂缝的防止措施

1、设计措施

设计单位在设计中提出混凝土施工温度控制要求和混凝土养护的基本要求；控制外加剂的品种和掺量；按《规范》要求设置必要的变形缝；在设计时选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。

2、监理措施

监理要求施工单位在进行混凝土配合比设计时，在保证混凝土良好工作性的情况下，尽量降低混凝土的单位用水量，以“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）、二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）、一高（高粉煤灰掺量）”为原则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂性好的混凝土。

3、施工措施

⑴材料

施工单位应从材料方面入手，降低混凝土的水化热。选用水化热低的水泥，选用低碱含量或无碱含量的外加剂；减少水泥用量，保证掺和料的质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005的规定。

⑵控制浇筑层间歇时间

为减小先浇筑的混凝土对后浇筑的混凝土的约束力，两期砼浇筑间歇时间应控制在7天以内。在高温季节，应采用表面流水冷却等方法进行散热。

⑶碱含量及碱活性骨料的控制

混凝土中碱含量的控制措施主要包括使用非活性集料、使用低碱水泥以及限制混凝土的总碱量。其计算方法按照《混凝土施工规范》（DLT5144-2001）的规定进行：

① 中热水泥混凝土碱含量

混凝土碱含量(kg／m3) ＝中热水泥碱含量(%)×水泥用量(kg／m3）＋0.2×粉煤灰碱含量(%)×粉煤灰用量(kg／m3）＋外加剂中碱含量(%)×外加剂用量(kg／m3）。

② 低热水泥混凝土碱含量

混凝土碱含量(kg／m3) ＝低热水泥熟料中碱含量(%)×水泥熟料用量(kg／m3）＋0.5×矿渣中碱含量(%)×矿渣用量(kg／m3)＋0.2×粉煤灰碱含量(%)×粉煤灰用量(kg／m3) ＋外加剂中碱含量(%)×外加剂用量(kg／m3)。

混凝土碱含量必须符合《混凝土碱含量限值标准CECS53∶93》的规定。

环境条件 混凝土最大碱含量(kg/ m3)

⑷正确进行混凝土拌和物的振捣

振捣时，振捣棒应垂直插入混凝土，振捣距离为振捣器有效半径的1.5倍，插入下层混凝土5~10cm，离开模板距离为振捣棒有效半径的1/2，一次振捣完成后振捣棒应慢慢拔出，严禁以振捣代替平仓，否则必然造成离下料口远处砂浆过多而开裂。

⑸加强温度监测

尽量控制混凝土内外温差不过大，尽量避免产生温度裂缝。要根据温度监测情况调整混凝土温控、保温措施。在混凝土浇筑之后，避免曝晒，缓缓降温，充分发挥混凝土徐变的特性，降低产生的温度应力。

四、混凝土工程的常见缺陷修补

1、开槽法修补裂缝

采用环氧树脂：10，聚硫橡胶：3，水泥：12.5，砂：28。

首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫

橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。将已拌好的改性环氧树脂砂浆嵌入到已凿好洗净吹干的混凝土凿槽内，砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内，及时用毛毡、麻袋进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。

2、低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于宽度为0.2mm~0.3mm 的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。

3、表面覆盖法修补裂缝

这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

表面覆盖法所用材料通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

除以上三种方法外，还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等混凝土裂缝修补方法，视具体情况选用。

结论

在建筑工程中，混凝土裂缝不仅会降低混凝土建筑物的承载能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。因此，必须采取各种有效措施来预防裂缝的出现和发展，只要对混凝土裂缝进行认真研究、科学对待，在施工中严格把关，混凝土裂缝就能够得到良好的控制，保证建筑工程安全。

参考文献

[]混凝土施工规范DL／T 5144—2001

[2]预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定（试行）