混凝土裂缝的预防与处理

混凝土裂缝的预防与处理

摘要

混凝土的裂缝是建筑工程中存在的普遍问题。分析裂缝产生的原因：非施工因素和施工因素，其中非施工因素又包括设计因素、环境因素、环境因素。施工因素中又包括材料质量控制不当、施工过程控制不当，材料原因、混凝土配合比设计原因、施工及现场养护原因、使用原因（外界因素）。提出裂缝处理的方法，通常处理裂缝的方法有以下几种：表面修补、局部修复法、水泥压力灌浆法、化学灌浆、减少结构内力、结构补强、改变结构方案，加强整体刚度、其它方法。重点阐述了坡屋面混凝土浇筑的裂缝防治，坡屋面混凝土施工裂缝防治要注意以下六个方面：工艺流程、混凝土供料手段、混凝土浇筑顺序、混凝土振捣方法、坡地屋面板厚的控制、防渗砂浆找平层施工。下面就混凝土裂缝的成因分析及处理进行简单探讨。

关键词：1、裂缝2、成因3、处理

目录

一、裂缝的产生的成因分析 (1)

（一）非施工因素 (1)

（二）施工因素 (2)

二、裂缝的控制措施 (4)

（一）设计方面 (4)

（二）材料选择和混凝土配合比设计方面 (4)

三、裂缝的处理方法 (6)

（一）表面修补法 (6)

（二）灌浆、嵌逢封堵法 (6)

（三）结构加固法 (7)

（四）混凝土置换法 (7)

（五）电化学防护法 (7)

（六）仿生自愈合法 (7)

四、坡屋面混凝土浇筑的裂缝防治 (8)

（一）工艺流程 (8)

（二）混凝土供料手段 (8)

（三）混凝土浇筑顺序 (8)

（四）混凝土振捣方法 (9)

（五）坡屋面板厚的控制 (9)

（六）防渗砂浆找平层施工 (9)

五、结论 (10)

致谢 (11)

参考文献 (11)

一、裂缝的产生的成因分析

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。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。

混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]：有些结构在所处的不同条件下，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，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。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的途径。下面就混凝土裂缝的成因与控制进行简单探讨。

（一）非施工因素

1、设计原因及因素

(1)设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

(2)设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）。

(3)设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）。

(4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

(5)设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

设计因素(1)由于借用地质报告造成差错，地基钻探勘测不准，业余设计者错误设

计。(2)图纸采用梁平法，表达较简单，施工单位若素质较差，则不理解。

如某小区在客厅的楼板上有一条与整个房屋长向的垂直裂缝且贯穿。原以为是温度收缩裂缝，经仔细分析。由于下面是地下车库的一道墙，主体下沉与楼板收紧，产生应力而造成裂缝。

2、环境因素。混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化，或水泥水化热使混凝土温度发生变化时，钢筋混凝土结构就产生温度变形。而建筑物中的结构构件在温度变形和约束的共同作用下，产生温度应力，当这种应力超过混凝土的抗裂强度时，就产生温度裂缝。如:自防水屋面板上的裂缝;大体积混凝土的裂缝。温度裂缝的特征:裂缝的宽度大小不一，但每一条裂缝宽度变化不大，裂缝宽度随着温度变化而变化。一般会出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方向一般无规律性;较深的或贯穿裂缝走向，往往与主筋方向平行或接近平行。普通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题，只要裂缝宽度符合规范规定，都属正常情况。但对宽度超过规范规定，或降低构件的承载能力，或有失稳破坏可能，或影响耐久性等方面的裂缝等都应认真分析，慎重处理。

（二）施工因素

1、材料质量控制不当

现实行商品混凝土，有时由于商品混凝土运输车辆烦忙，送到工地时混凝土已到初凝，使用后产生了构件裂缝。我们要控制材料质量和混凝土坍落度、配合比设计及相关性能指标。

2、施工过程控制不当

浇砼时失误造成坍落度等控制不好或碰着下雨，产生裂缝、麻面、蜂窝“炒米糖”等状态。我们要严格施工过程的控制，遵循施工工艺流程。另外施工养护不良时，混凝土表面干燥过快，而内部温度变化小，表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土约束，因此，在构件表面产生较大的拉应力，当拉应力力混凝土的极限抗拉强度时，即产生干缩裂缝。

3、材料原因

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的增大，诱导裂缝的产生。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。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。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。

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很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

4、混凝土配合比设计原因

设计中水泥等级或品种选用不当。配合比中水灰比（水胶比）过大。单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

5、施工及现场养护原因现场浇捣混凝土时，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。高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。大体积混凝土浇注，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。现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。

6、使用原因（外界因素）

构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。使用荷载超负。野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

二、裂缝的控制措施

（一）设计方面

1、设计中的…抗?与…放?

在建筑设计中应处理好构件中…抗?与…放?的关系。所谓…抗?就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓…放?就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

设计人员应灵活地运用…抗一放?结合、或以…抗?为主、或以…放?为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。

2、设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。

3、积极采用补偿收缩混凝土技术：

在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都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。

4、重视对构造钢筋的认识：

在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

5、对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。

（二）材料选择和混凝土配合比设计方面

1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。

2、选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。

3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

4、正确掌握好?昆凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

5、配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

（三）现场3~-T-操作方面

1、浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

2、混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14—28天。

3、混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

4、避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

5、对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。

6、夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

三、裂缝的处理方法

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。下面就举例一个工程简单谈谈裂缝的处理方法。

工程概况：新世界B-3-6地块大会发楼项目由5栋办公楼（A~E栋）和中间环形中庭（F栋）组成，5栋办公楼分别为A~E办公楼，7~10层，高度为28.3M~44.3M，采用框架结构，中间环形中庭为F栋中庭，为五个办公楼空间联系部分，3层，高度为40.3M，结构形式采用钢框架支撑结构，屋盖为网架结构。

在主体混凝土结构工程施工过程中，B楼二层面板轴线B-12~B-13之间处出现微裂缝。为保证工程质量，满足主体验收创优条件，对本工程的裂缝进行专项处理。

1、宽度≤0.3毫米的非贯穿裂缝，对结构承载力及持久强度无有害影响，可不作处理。

2、宽度＜0.3毫米的非贯穿裂缝会引起钢筋锈蚀，影响结构持久承载力，采用表面涂抹砂浆法处理。

3、不成片、分散的贯穿性裂缝引起钢筋锈蚀，影响使用功能，采用改性环氧树脂灌浆法处理。

本工程B楼二层楼面板轴线B-12~B-13之间处出现微裂缝局部属于贯穿性裂缝，故采取环氧树脂灌浆法处理，若其他区域再出现裂缝已按以上三类分别处理。

鉴于由于本工程正在进行主体混凝土施工，主体沉降、混凝土收缩不稳定，我方对透缝部位进行详细标识记录，待主体封顶后对裂缝进行封堵处理。处理工艺术如下：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法。

（一）、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。

（二）、灌浆、嵌逢封堵法

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。

（三）、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。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

（四）、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。

（五）、电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

（六）、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

四、坡屋面混凝土浇筑的裂缝防治

坡屋面混凝土施工裂缝防治要注意以下六方面：工艺流程、混凝土供料手段、混凝土浇筑顺序、混凝土振捣方法、坡屋面板厚的控制、防渗砂浆找平层施工。

（一）工艺流程

清模，浇水湿模，划分2m宽浇筑带→截流网、保护层垫块复位检查→用16t汽车吊垂直运输料斗至上料平台(平台上铺设卸料用垫铁)→用铁锹人工二次转料至工作面(2.0m×1.5m浇筑块)、对称上料(取样测试坍落度)→先梁后坡、由左(右)至右(左)、由下至上→用φ30及φ50振捣棒专人振捣，人工用铁锹及时向上收灰、补灰，连续浇筑手提式平板振捣器二次振捣，木抹子配合初步找平→杠尺刮平，向上平行推进→电动抹子找平，斜面拉线厚度控制尺控制厚度→每步浇筑块接槎处理及混凝土初凝前坡面二次搓毛处理→初凝稳定后抹25mm厚1:2.5防渗砂浆(掺水泥重量3%防水粉)找平层→湿水养护。

（二）混凝土供料手段

在坡屋面混凝土施工中，混凝土供料手段的选择尤为重要。实践表明，使用吊斗垂直运输混凝土至屋面卸料平台，然后人工用铁锹二次转料至工作面的供料方法是减速少骨料分离行之有效的措施。

通常施工中会出现以下两种错误的供料方式。一种是使用压力泵将混凝土直接输送至坡屋顶，由于供料速度快，在泵送压力及钢筋网的“筛分”作用下，骨料四溅分离，坡脚边梁及挑檐处骨料集中严重，不易分散且很难振捣密实。另一种虽使用吊斗垂直运输，但为省事而未经卸料平台人工二次转料，直接从坡屋顶下任其自由滑落，扩大了模板污染面和作业面，加大了施工难度，也不利于紧急情况下(如停电、停水、设备故障、烈日或大风时坍落度严重损失、混凝土初凝时间缩短等)屋面施工缝的正确留设。工程中设发电站。

（三）混凝土浇筑顺序

施工前先平行坡向划分约2m宽的浇筑带。在2.0m×1.5m浇筑块的小范围内，下料顺序可由上而下，但每浇筑带的总体下料顺序则是由下而上，且原则上要求坡屋面两侧对称下料。施工时要有很强的计划性，先大面后小面，严格按事先设计的施工流程一次性连续浇筑，尽量不设施工缝或施工缝留设在距阳(阴)脊1m处。

（四）混凝土振捣方法

为提高混凝土密实度，满足坡屋面混凝土抗渗要求，浇筑时采用二次振捣技术。

1、一次振捣时应由下而上进行强力振捣，φ30及φ50振捣棒交替使用。φ30棒的棒距控制在20～30cm，φ50棒的棒距以不超过45cm 为宜。振捣棒垂直坡屋面插入，快插慢拨，不可顺坡面平行振或无序斜振，以免发生“浆盖石”的假象而漏振和欠振。振捣时间以混凝土表面泛浆，不再明显下沉，不再有气泡和泌水冒出为度。用铁锹配合收灰，及时补灰，向上推压混凝土面，严格按序推进，遇边梁和坡梁时，可以先边后坡浇筑。

2、在一次振捣完毕后45～60min(根据气湿状况，现场准确把握二次振捣的时间)内，使用手提式平板振捣器或φ30振捣棒进行二次振捣。二次振捣的目的在于将混凝土内钢筋、预埋件等周围残存的水分、水膜彻底消除或使一次振捣中未打散呈现团状的胶凝材料颗粒充分水化，以减少孔隙和气泡。二次振捣对消除漏振、欠振，提高混凝土的密实度、抗渗性能和强度均具有明显的效果。

3、混凝土浇筑完毕后，在初凝前指派专人进行1～2次表面搓毛抹压，以减少表面水分的过快蒸发，避免表层塑性裂缝和龟裂，促进混凝土的强度增长。

由于坡度大，施工中选用有经验的专业振捣手2～4名，分段定点专人负责，严格按振捣顺序，做到“不漏振、不乱振、不跳振”。若遇交接班或更换捣手，应严格执行交接班制度，严防漏振。交接班或上下班时，严禁在尚未初凝结硬的混凝土屋面行走和施加任何荷载。

（五）坡屋面板厚的控制

因施工中混凝土的下坠，大坡度屋面板的厚度一般较难控制，极易出现拆模后板厚不均匀的现象。除使用调厚控制板外，可由坡顶两角向四屋脊拉通线，用混凝土厚度控制尺随时复核。屋面棱角用线调整顺直，2m靠尺检查整坡的平整度。

（六）防渗砂浆找平层施工

待坡屋面混凝土初凝稳定后，及时抹屋面25mm厚1:2.5水泥防渗砂浆(掺水泥重量3%的防水粉)找平层，收浆压光，加强早期湿水养护，控制表面平整度偏差不大于2mm，使板面光滑顺平，无裂缝、蜂窝及“炒米糖”现象。

五、结论

混凝土由于具备良好的耐久性，并可以被制作成为不同强度不同性能和不同形状的各种混凝土结构物，因而在当今工程建设中被广泛的使用。但混凝土裂缝是施工和使用中常见的现象，是普遍存在的质量通病，也有可能给整个建筑物的结构安全带来隐患，导致降低结构的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑的外观、使用寿命，严重者可威胁到人民的生命和财产安全。为此，施工中克服混凝土裂缝是我们工程技术人员始终应引起重视的大事。虽然产生的原因是多方面的，综合性的，需要经过设计、监理、材料、施工及使用方等多方面的配合去严把质量关，采取相关的有效措施，混凝土裂缝是可以得到控制的。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渐得到圆满地解决。

参考文献

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