混凝土构件裂缝形成原因与处理

技术研发　ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ　ＡＮＤ　ＭＡＲＫＥＴ　混凝土构件裂缝形成原因与处理　王国福　（濮阳市通达公路工程有限公司，河南濮阳４５７０００）　摘要：对裂缝产生的机理及影响因素进行分析，并根据工程实践。简要介绍裂缝的预防及处理措施，对大体积混凝土结　构裂缝的控制进行了阐述，以便在设计、施工、使用过程中充分考虑这些因素，减小或避免裂缝的产生，从而提高构件使　用寿命和安全度。　关键词：混凝土；构件；裂缝；处理　ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１　１．１２．０１６　由于混凝土的抗拉强度相对较低，钢筋混凝土构件在不大　１．２裂缝分类　的拉应力作用下就可能出现裂缝。因此，在使用状态下，受拉区　混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。　有裂缝｝ｎ现是不可避免的正常现象。虽然出现裂缝并不意味着　混凝土在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变　结构的破坏，但为了结构的耐久性，裂缝必须受到控制。混凝土　形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力（拉应　构件如出现过大的裂缝，空气和水分从裂缝渗入，混凝土中的　力或剪应力），造成在骨料与水泥石粘结面或水泥石本身之间　钢筋就会从裂缝处开始锈蚀，这不仅削弱了钢筋的受力面积，　出现肉眼看不见的微观裂缝。微观裂缝是指那些肉眼看不见的　而且还会因生锈引起钢筋体积的膨胀，导致保护层的剥落，　裂缝，主要有３种，一是骨料与水泥石粘合面上的裂缝。称为粘　从而加速钢筋的锈蚀，影响构件的使用寿命，降低使用安全　着裂缝；二是水泥石中自身的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料　度。　本身的裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布　１　构件裂缝成因分析及分类　是不规则、不贯通的。　１．１成因分析　在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况下，裂缝开　混凝土结构裂缝产生的原因，大致可以分为几类：　始发展，并逐渐互相串通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，称　（１）砼的收缩。收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很　为宏观裂缝。这类裂缝的范围一般不小于０．０５　ｍｍ。宏观裂缝是　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　微观裂缝扩展而来的。因此在混凝土结构中裂缝是绝对存在　构物的开裂、变形甚至破坏。　的，只是应将其控制在符合规范要求范围内，以不致发展成有　（２）砼材料及配合比。配合比设计不当直接影响砼的抗拉　害裂缝。　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　宏观裂缝可分为收缩裂缝、超载裂缝、沉降裂缝、龟裂　过大、水灰比大，含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不　裂缝、疏松裂缝等几种，此外还包括张拉、化学反应、冻胀　当等，这几个因素是互相关联的。　等裂缝。　（３）养护条件。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件　２裂缝的预防措施　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　２．１材料方面　常，不会开裂，但只适用于试块或是＿Ｔ厂的预制件生产，现场施　水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高　＿＿１：中不可能拥有这种条件。现场砼养护越接近标准条件，砼开　的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。　裂可能性就越小。　骨料：应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质　（４）施工质量。砼浇筑施１二中，振捣不均匀。或是漏振、过振　及含泥量符合规定的砂、石材料。　等情况，会造成砼离析、密实度差，降低结构的整体强度。砼内　外掺料：宜掺人适量粉煤灰和减水剂等外加剂，超长构造　部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡则会降低砼与钢筋的　物可加入微膨胀剂，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和　粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也将　用水量，减少收缩。　大大降低粘结力。　２．２混凝土配料、搅拌及浇筑　（５）荷载作用。由于荷载（恒载、活载）作用，使混凝土产生　配合比设计：应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水　拉应力所引起的裂缝，习惯上称这类裂缝为正常裂缝或荷载裂　量。　缝。例如钢筋混凝土梁受拉区腹板侧面和底面上沿梁全长有规　搅拌：投料计量应准确，搅拌时间应保证：　则分布的垂直轴线的裂缝。对于荷载裂缝，要通过计算加以控　浇筑：分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施Ｔ　制。　缝。

　技术与市场　技术研发　第ｌ８卷第ｌ２期２０１　１年　２．３设计方面　构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。　大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在　应力集中处，宜加设抗剪钢筋。　２．４施工方面　１）加强地基的检查与验收，检查地基承载力，防止不均匀　沉降造成附加应力；２）加强混凝土的早期养护，并适当延长养　护时间，当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿　润时，应采用覆盖保温材料等做法，以减少混凝土的收缩变形；　３）大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温　措施，保证构件内外温差不超过规定（２５℃）；４）钢筋绑扎位置　要正确，保护层厚度准确，钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑　对构件抗裂性能的影响。　３大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施　３．１　降低浇筑温度及硬化过程中的混凝土温度　３．１．１混凝土原材料的预冷却　混凝土原材料的预冷却，不仅可以降低混凝土的浇筑温　度，还可以削减混凝土内部的最高温度，并减少最高温度与稳　定温度之间的差值，从而把混凝土内的温度变化控制在允许范　围之内，以防止裂缝的发生。　预冷却的方法有冷却搅拌用水或掺冰和预冷骨料两种方　法。在拌合水中加冰，必须使冰在拌和过程中完全融化，否则，　待混凝土浇筑后形成空洞，影响混凝土质量。当混凝土体积特　大或气温很高时，单靠冷却拌合水往往不能满足要求，还需与　预冷骨料配合使用，预冷骨料通常有湿法、干法与真空法３种。　３．１．２降低水泥水化热　优先采用水化热低的矿渣水泥，当混凝土的强度等级为　ｃ２５以下时，可采用３２．５＃矿渣硅酸盐水泥；当混凝土的强度等　级为ｃ３ｏ以上时，可采用４２．５＃矿渣硅酸盐水泥。　混凝土配合比的选择时，在满足设计要求及施工工艺要求　的前提下尽量减少水泥用量，以降低混凝土的水化热。　３．１．３降低核心部分混凝土温度　浇筑混凝土时预埋钢管，混凝土硬化过程中向钢管中通人　冷水，以降低核心部分混凝土温度。　３．２提高混凝土极限抗拉强度　（１）选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量不大于　１．５％。　（２）加强混凝土的振捣，加强早起养护，并在浇筑后及时排　除表面积水，以提高混凝土湿度和早期抗拉强度，减少收缩变　形。　（３）在大体积混凝土内设置必要的温度配筋（小直径、密间　距）。在应力集中处（如界面突变处，转角处、孔洞转角及周边）　增加斜向构造配筋，以防止混凝土出现裂缝。　３．３改善约束条件．削减温度应力　（１）采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或　垂直施工缝，或在适当的位置施工后浇带，以降低约束程度，并　减少每次浇筑长度的储热量，防止水化热的积蓄，减少温度应　力。　（２）对大体积混凝土基础与岩石地基或基础与厚大的混凝　土垫层之间设置滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。　３．４加强施工中的温度控制　合理安排施工程序，控制混凝土浇筑面在浇筑过程中均匀　上升，避免混凝土拌合物堆积高差过大。混凝土浇筑后，做好表　面长时间保温养护，延缓降温时间和速度，以充分发挥混凝土　的“应力松弛效应”，降低温度应力。　３．５混凝土混合物中掺入膨胀荆　在混凝土混合物中掺人膨胀剂，膨胀剂在混凝土内部产生　的膨胀受到内部限制（包括混凝土本身及钢筋的限制）。在正确　使用膨胀剂的前提下，膨胀剂的微膨胀作用可部分地抵消大体　积混凝土的收缩，从而防止或减少收缩裂缝。　４裂缝的处理措施　钢筋混凝土的裂缝不可避免，一旦产生裂缝，应仔细研究　产生裂缝的原因，裂缝是否已经稳定，若仍处于发展过程，要估　计该裂缝发展的最终状态。根据裂缝对构件影响的程度，决定　是否进行修复处理。　裂缝的处理措施有以下几种：　（１）表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范　围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发　丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。　（２）填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽　的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于０．３　ｍｍ．深度较浅的裂缝、　或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达效果的裂缝、以及小规　模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。　（３）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。　（４）结构补强法：因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理　导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度的　裂缝可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力　法等。　参考文献：　【１】　中国建筑科学研究院．钢筋混凝土结构研究报告选集【Ｍ】．　中国建筑＿Ｔ－业出版社．１９９１．　【２】丁红岩．高层建筑施工【Ｍ】．天津大学出版社，２００４．　作者简介：　王国福（１９６３一）。男．本科学历，工程师。监理工程师．公路　建造师。