混凝土裂纹产生原因及处理

1、第四篇第四篇 混凝土裂缝的预防与处理混凝土裂缝的预防与处理 一、前言一、前言 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加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、性。微裂缝通常

2、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，

3、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，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。钢筋混凝措施将其危害程度控制在一定的范围

4、之内。钢筋混凝 土规范也明确规定土规范也明确规定1：有些结构在所处的不同条件下，：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。的出现，从而确保工程质量。 裂缝产生的原因裂缝产生的原因 混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引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、起的裂缝：如温度变

5、化、收缩、膨胀、 不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载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。要区别对待，根据实际情况解决问题。 二、二、 混凝土工程中常见裂缝及预防混凝土工程中常见裂缝及预防 1.1.干缩裂缝及预防干缩裂缝及预防 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 筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸

6、发会产生干缩，且这 种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水 分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的 影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形影响，表面水分损失过快，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。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂 缝越易产生。干缩裂缝多为表面性

7、的平行线状或网状浅细裂缝，缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝， 宽度多在宽度多在0.050.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较之间，大体积混凝土中平面部位多见，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，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用 下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。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、集料的性质和和混凝土的水灰比、水泥的

8、成分、水泥的用量、集料的性质和 用量、外加剂的用量等有关。用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施主要预防措施 一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和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。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。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，混凝土三是严格控制混凝土搅拌和施

9、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。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。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，护时间。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。收缩缝。 2.2.塑性收缩裂缝及预防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较快而

10、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。较短的裂缝一般长不连贯状态。较短的裂缝一般长2030cm，较长的，较长的 裂缝可达裂缝可达23，宽，宽15mm。其产生的主要原因为：。其产生的主要原因为： 混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝 土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响， 混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压 而使混凝土

11、体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无而使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、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。环境温度、风速、相对湿度等等。 主要预防措施主要预防措施 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。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 的坍落度和和易性，减少水泥及水

12、的用量。的坍落度和和易性，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。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，及时养护。和挡风设施，及时养护。 3.3.沉陷裂缝及预防沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不结构地基土质不 匀、松软，或回填土不实

13、或浸水而造成不均匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均 匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板 支撑间距过大或支撑底部松动支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别等导致，特别 是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后是在冬季，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。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，其走向与此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与 沉陷情况有关，一般沿与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈地面垂直或呈 3045角方向角方向发展，较大的沉陷裂缝，发展，较大的沉陷裂缝， 往往有一定的错

14、位，裂缝宽度往往与沉降量往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量 成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较 小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋 于稳定。于稳定。 主要预防措施主要预防措施 一是对松软土、填土地基在上部结构施工前一是对松软土、填土地基在上部结构施工前 应进行必要的夯实和加固。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。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。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。 四

15、是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆 模的先后次序。模的先后次序。 五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的 预防措施预防措施。 4.4.温度裂缝及预防温度裂缝及预防 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。混凝土浇筑后的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中在硬化过程中,水泥水化产生大水泥水化产生大 量的水化热，（当水泥用量在量的水化热，（当水泥用量在350550 kg/m3，每立方米混凝，每立方米混凝 土将释放出土将释放出17500275

16、00kJ的热量，从而使混凝土内部温度升的热量，从而使混凝土内部温度升 达达70左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化左右甚至更高）。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，这样就形成内外的较大温差，较大的温混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温 差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一 定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到2526时，时

17、， 混凝土内便会产生大致在混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超左右的拉应力）。当拉应力超 过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种 裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变 化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面 温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土 的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通

18、常只在的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在 混凝土表面较浅的范围内产生。混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律，大面温度裂缝的走向通常无一定规律，大面 积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺 寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深 入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向 平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出 现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受 温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏温度变化影响较为明显，冬季

19、较宽，夏 季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂 缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的 粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会 引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低 混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施主要预防措施 一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。 二是减少水泥用量二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。以下

20、。 三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。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 量量,降低水化热。降低水化热。 五是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的五是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术三冷技术”的基的基 础上采用础上采用“二次风冷二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度。新工艺，降低混凝土的浇筑温度。 六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、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

21、，降低水化热，外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热， 推迟热峰的出现时间。推迟热峰的出现时间。 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。土的温升，降低浇筑混凝土的温度。 主要预防措施主要预防措施 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。块浇筑，以利于散热，减小约束。 九是

22、在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，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。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。十一是预留温度收缩缝。 十二是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设十二是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设 5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。 十三是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、十三是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、 麻片

23、等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝麻片等覆盖，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。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施， 以防止寒潮袭击。以防止寒潮袭击。 十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的十四是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。温度裂缝控制在一定的范围之内。 5.5.化学反应引起的裂缝及预防化学反应引起的裂缝及预防 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的 裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于裂缝是钢筋混凝土结构中最

24、常见的由于 化学反应而引起的裂缝。化学反应而引起的裂缝。 混凝土拌和后会产生一些碱性离子，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。这种裂缝一成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一 般出现中混凝土结构使用期间，一旦出般出现中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现很难补救，因此应在施工中采取有效 措施进行预防。措施进行预防。 主要的预防措施主要的预防措施 一是选用碱活性小的砂石骨料。一是选用碱活性小的砂石骨料。 二是选用

25、低碱水泥和低碱或无碱的外加二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加 剂。剂。 三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 6其他裂缝 由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋 保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢 筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导 致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵 向裂缝，沿钢筋的位置出现向裂缝，沿钢筋的位置出现 通常的预防措施通常的预防措施 一是保证钢筋保护层的厚度。一是保证钢筋保护层的厚度。 二是混凝土级配要良好。二是混

26、凝土级配要良好。 三是混凝土浇注要振捣密实。三是混凝土浇注要振捣密实。 四是钢筋表层涂刷防腐涂料。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。 三、裂缝处理三、裂缝处理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，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、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。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。对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些混凝土裂缝的修补

27、措施主要有以下一些 方法：方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结 构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以 及仿生自愈合法及仿生自愈合法。 1.1.表面修补法表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法，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、沥青等防腐胶泥或在混凝

28、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。的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 2.2.灌浆、嵌逢封堵法灌浆、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，从而结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而 起到

29、封堵加固的目的。常用的胶结材料有水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、聚氨酯等泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等 化学材料。化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它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橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水 泥砂浆。泥砂浆。 3.3.结构加固法

30、结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就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、增设支点加固以及固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及 喷射混凝土补强加固等等。喷射混凝土补强加固等等。 4.4.混凝土置换法混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝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

31、法是先将损坏土的一种有效方法，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、聚合物或改性聚通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚 合物混凝土或砂浆。合物混凝土或砂浆。 5.5.电化学防护法电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质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、氯盐提取到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取

32、 法、碱性复原法是化学防护法中常用而法、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。结构也可用于新建结构。 6.6.仿生自愈合法仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理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合

33、的机能，在混凝土的传统组分中加入 某些特殊组分某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或如含粘结剂的液芯纤维或 胶囊胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自，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时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈 合。合。 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现 象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗象，它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，而且会能力，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，降低引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化

34、，降低 材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，材料的耐久性，影响建筑物的承载能力， 因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区 别对待，采用合理的方法进行处理，并别对待，采用合理的方法进行处理，并 在施工中采取各种有效的预防措施来预在施工中采取各种有效的预防措施来预 防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构 件安全、稳定地工作。件安全、稳定地工作。 由于混凝土结构开裂尤其是早期开裂问题的由于混凝土结构开裂尤其是早期开裂问题的 频频发生，近年来在会议和期刊上有关裂缝频频发生，近年来在会议和期刊上有关裂缝 和裂缝控制的文章不胜枚举。大量在工程第和

35、裂缝控制的文章不胜枚举。大量在工程第 一线的工程技术人员以自己的经验和体会，一线的工程技术人员以自己的经验和体会， 提供了对控制裂缝发展的许多宝贵经验。但提供了对控制裂缝发展的许多宝贵经验。但 大多数文章讨论较多的是混凝土配合比、施大多数文章讨论较多的是混凝土配合比、施 工的质量控制等。在实际工程中，则常出现工的质量控制等。在实际工程中，则常出现 施工单位责怪搅拌站、搅拌站责怪外加剂的施工单位责怪搅拌站、搅拌站责怪外加剂的 现象，总企望能找到一种现象，总企望能找到一种“不裂的混凝土配不裂的混凝土配 合比合比”，或者有什么可以使混凝土不裂的添，或者有什么可以使混凝土不裂的添 加剂。由于混凝土材料

36、本身的特性，用到结加剂。由于混凝土材料本身的特性，用到结 构中绝对不开裂的混凝土是没有的。问题是构中绝对不开裂的混凝土是没有的。问题是 要正确判断什么是有害裂缝，什么是无害裂要正确判断什么是有害裂缝，什么是无害裂 缝，和混凝土耐久性的关系如何，怎样将裂缝，和混凝土耐久性的关系如何，怎样将裂 缝控制在尽量少的程度。缝控制在尽量少的程度。 20多年以前，极少有混凝土结构在交工之前甚至刚拆多年以前，极少有混凝土结构在交工之前甚至刚拆 除模板时就出现不可接受的裂缝，而最近几年早期开除模板时就出现不可接受的裂缝，而最近几年早期开 裂问题则是沸沸扬扬，引起很多人的苦恼。那么，究裂问题则是沸沸扬扬，引起很多

37、人的苦恼。那么，究 竟发生了什么事？不少人指责现在的施工人员素质和竟发生了什么事？不少人指责现在的施工人员素质和 施工质量（比如养护不足之类）。这个问题固然存在，施工质量（比如养护不足之类）。这个问题固然存在， 但是，影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造但是，影响开裂的因素很复杂，往往不是单一因素造 成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的成的。控制裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的 事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施事，而是涉及包括设计、混凝土及其原材料生产、施 工甚至监理和业主（开发商、房主或政府主管）在内工甚至监理和业主（开发商、房主或政府主管）在内 各方面的责任

38、。我们是否应当承认大家都有需要提高各方面的责任。我们是否应当承认大家都有需要提高 之处？比如某省会城市有个开发商指责当地一个搅拌之处？比如某省会城市有个开发商指责当地一个搅拌 站技术人员说：站技术人员说：“你们不就是和泥吗？你们不就是和泥吗？”难道这不是难道这不是 他需要提高素质的一种表现吗？要提高混凝土的质量他需要提高素质的一种表现吗？要提高混凝土的质量 （请注意强度不能代表质量），就需要大家都了解造（请注意强度不能代表质量），就需要大家都了解造 成目前混凝土开裂问题的根本原因和各自应当为解决成目前混凝土开裂问题的根本原因和各自应当为解决 这一问题作些什么。这就是说要有整体论的观念。这一问题

39、作些什么。这就是说要有整体论的观念。 混凝土是一种非均质的复杂多相复合材料，混凝土是一种非均质的复杂多相复合材料， 在其微观结构相组成之间主要的结合力是范在其微观结构相组成之间主要的结合力是范 德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。 当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时， 就会产生裂缝。就会产生裂缝。 那么，混凝土发生开裂的条件就是：在约束那么，混凝土发生开裂的条件就是：在约束 下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度，下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度， 也就是说必须同时考虑三个条件：也就是说必须同时考虑三个条件：

40、变形的大变形的大 小、约束的程度、实时抗拉强度小、约束的程度、实时抗拉强度。不受约束。不受约束 的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵 抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说 不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应 力大小和实时的弹性模量有关，是否引起开力大小和实时的弹性模量有关，是否引起开 裂还和混凝土的抗拉强度有关裂还和混凝土的抗拉强度有关。 1、变形 可能引起开裂的变形主要是收缩，影响最大的收缩如可能引起开裂的变形主要是收缩，影响最大的收缩如 下：下： 1 1）干缩干缩: :

41、 停止养护后，环境相对湿度低于停止养护后，环境相对湿度低于100%100%，混，混 凝土干缩即开始；在干燥的空气中，收缩会持续进行，凝土干缩即开始；在干燥的空气中，收缩会持续进行， 甚至在甚至在2828年后仍能观察到一些变化。对于普通混凝土，年后仍能观察到一些变化。对于普通混凝土， 2828天收缩约天收缩约40%,340%,3个月收缩个月收缩60%60%左右，左右，180180天收缩约天收缩约70%70%， 1 1年收缩平均年收缩平均75%75%，完全收缩的时间可长达，完全收缩的时间可长达2020年。完全年。完全 干缩值为干缩值为1000010000微应变，曾实测到微应变，曾实测到400040

42、00微应变。影响微应变。影响 收缩的主要因素是骨料的品种和用量。当骨料品种一收缩的主要因素是骨料的品种和用量。当骨料品种一 定时，单方混凝土中骨料用量越大，即浆骨比越小，定时，单方混凝土中骨料用量越大，即浆骨比越小， 则干缩越小。骨料的则干缩越小。骨料的“骨架骨架”作用即在于此。当水泥作用即在于此。当水泥 ( (或胶凝材料，以下同或胶凝材料，以下同) )用量不变时，水灰比用量不变时，水灰比( (或水胶或水胶 比，以下同比，以下同) )越大时，浆骨比越大，干缩也越大。越大时，浆骨比越大，干缩也越大。 2）温度收缩：随着水泥实际强度的提高、比 表面积的增大，水化热也相应较大，再加上 因要求混凝土具

43、有较高早期强度而使用较大 的水泥用量，使现在用于厚度为30cm的混凝 土构件也需要控制内部温度的变化。混凝土 温度下降15时，收缩约150微应变。例如抗 压强度约30MPa的混凝土，其弹性模量为约 30GPa(按我国结构设计规范)，则在约束下可 产生弹性拉应力约4.5MPa，而30MPa的混凝 土的直接抗拉强度约为2 .7MPa。如果混凝土 表面因接触较高的环境温度而硬化较早时， 当混凝土内部温度升高在约束下产生压应力， 会使外部先行硬化的部分(表面)产生拉应力。 3 3）自收缩自收缩：是在与外界无水分交换情况下因水泥水是在与外界无水分交换情况下因水泥水 化消耗浆体内部自身的水分而产生的。自收

44、缩从混凝化消耗浆体内部自身的水分而产生的。自收缩从混凝 土初凝就开始产生，在土初凝就开始产生，在1 1天以内发展最快，天以内发展最快，3 3天以后减天以后减 慢，此后就发展得很缓慢了。自收缩不同于化学收缩，慢，此后就发展得很缓慢了。自收缩不同于化学收缩， 但由化学收缩引起。胶凝材料但由化学收缩引起。胶凝材料( (包括水泥和活性掺和包括水泥和活性掺和 料料) )的活性越大、水灰比越低，则自收缩越大；水灰的活性越大、水灰比越低，则自收缩越大；水灰 比越低影响越大。例如根据安明喆的试验，比越低影响越大。例如根据安明喆的试验，w/c=0.36w/c=0.36 时，时，3 3天自收缩约天自收缩约1001

45、00微应变，而微应变，而w/c=0.275w/c=0.275时，时，3 3天自天自 收缩可超过收缩可超过270270微应变。微应变。 按目前的标准方法按目前的标准方法( (GBJ82-2001) )检测混凝土收缩值，检测混凝土收缩值， 检测不到全部的自收缩值，而是停止养护检测不到全部的自收缩值，而是停止养护 (3天天)后的后的 干燥收缩和一小部分自收缩值。而所测不到的那部分干燥收缩和一小部分自收缩值。而所测不到的那部分 自收缩值恰恰是影响早期开裂的重要部分。水灰比越自收缩值恰恰是影响早期开裂的重要部分。水灰比越 低，这部分所占比例越大，而混凝土的总收缩几乎和低，这部分所占比例越大，而混凝土的总

46、收缩几乎和 水胶比无关。在目前大量使用较低水灰比和较大水泥水胶比无关。在目前大量使用较低水灰比和较大水泥 用量的混凝土中，早期收缩最重要的就是温度收缩和用量的混凝土中，早期收缩最重要的就是温度收缩和 自收缩；如果养护不当，则再加上较大的干缩。自收缩；如果养护不当，则再加上较大的干缩。 2、 约束下的拉应力 在约束条件下弹性变形所产生的弹性应力等于弹性模 量与变形的乘积。由于材料本身的特性所致，相同抗 压强度的混凝土受拉弹性模量比受压弹性模量高，因 此可以保守地参考受压弹性模量和抗压强度的关系。 在构件中混凝土较高温度下，相同抗压强度混凝土的 抗拉强度比标准条件养护的较低，因此可以参考常温 下直

47、接抗拉强度和抗压强度的关系混凝土极限应变为 10020010-6（和原材料级配有关）。参考图3和 图4的估量可见，对于拆模时达到抗压强度20MPa的混 凝土，受压弹性模量约25GPa，抗拉强度约1.80 MPa， 如果温度控制不好，又未能及时养护，则上述三种情 况的总收缩应变会超过极限值，开裂的可能性是存在 的。测定并绘制出混凝土抗拉强度随龄期发展的曲线 （图5），如果能控制混凝土的收缩应力始终在此曲 线下方，则开裂即可受到控制。 3、徐变的作用 混凝土在投入使用后,不希望有较大的徐变系 数,尤其是对于预应力混凝土。但是在混凝土 硬化的早期，徐变却可起到松弛内部拉应力 的作用。由于徐变的作用，

48、就可以使实际的 应力发展滞后于抗拉强度的发展(图5)4。遗 憾的是，由于追求高建设速度，导致混凝土 早期强度很高，使混凝土早期徐变都很小。 采用高强混凝土时,甚至早期徐变为零。这对 混凝土的抗裂更加不利。 设计对混凝土开裂的影响 无论建筑设计还是结构设计，都应当考虑尽无论建筑设计还是结构设计，都应当考虑尽 量减小约束，避免应力集中。例如量减小约束，避免应力集中。例如某工程：某工程： C40C40混凝土采用了过低的水胶比混凝土采用了过低的水胶比0.350.35，产生过，产生过 高的早期强度：高的早期强度：R R7=7=37MPa37MPa，为设计强度的，为设计强度的90%,90%, 混凝土浇筑后

49、第混凝土浇筑后第6 6天拆模即发现裂缝，表明是天拆模即发现裂缝，表明是 内部产生了较大的温度应力和自收缩应力所内部产生了较大的温度应力和自收缩应力所 致。裂缝都出现在墙、柱交接处和配筋变化致。裂缝都出现在墙、柱交接处和配筋变化 处，正是由于该处应力集中而造成的结果使处，正是由于该处应力集中而造成的结果使 楼板当中很大面积的区域成为素混凝土，浇楼板当中很大面积的区域成为素混凝土，浇 筑后第三天就出现宽度为筑后第三天就出现宽度为3mm3mm的贯穿且通长裂的贯穿且通长裂 缝。这就是因为该设计人员只认为梁的受压缝。这就是因为该设计人员只认为梁的受压 区不需要钢筋来受力而忽视了钢筋对裂缝分区不需要钢筋来

50、受力而忽视了钢筋对裂缝分 散作用的结果。散作用的结果。 施工的影响 1、原材料：原材料：目前不少工程的主要原材料如水目前不少工程的主要原材料如水 泥和钢筋由甲方购买，而甲方对混凝土的知泥和钢筋由甲方购买，而甲方对混凝土的知 识更是了了。混凝土的质量首要标准不应是识更是了了。混凝土的质量首要标准不应是 强度，把强度作为购买水泥的质量标准（在强度，把强度作为购买水泥的质量标准（在 实际上是唯一的）是一种错误。限于篇幅，实际上是唯一的）是一种错误。限于篇幅， 关于如何选择水泥可参见关于如何选择水泥可参见水泥品质和混凝水泥品质和混凝 土质量的关系土质量的关系（中国水泥中国水泥创刊号和第创刊号和第 二期

51、），或二期），或水泥标准修订后对混凝土质量水泥标准修订后对混凝土质量 的影响的影响（建筑技术（建筑技术2002年第一期）。实际年第一期）。实际 上骨料的用量和性能（如热膨胀系数、吸水上骨料的用量和性能（如热膨胀系数、吸水 率、粒形、粒径和级配等）对混凝土抗裂性率、粒形、粒径和级配等）对混凝土抗裂性 的影响是也不容忽视的。也因篇幅所限的影响是也不容忽视的。也因篇幅所限, ,在此在此 只是提请大家注意。只是提请大家注意。 2 2、温度控制和开裂的关系、温度控制和开裂的关系 通常，人们理解的养护主要是浇水。其实，养护不仅通常，人们理解的养护主要是浇水。其实，养护不仅 是保持足够的湿度以满足水化的要求

52、，而且要在不同是保持足够的湿度以满足水化的要求，而且要在不同 的环境温度下保持尽可能小的内外温差和恰当的升温、的环境温度下保持尽可能小的内外温差和恰当的升温、 降温速率。温度控制不当是造成混凝土早期开裂的重降温速率。温度控制不当是造成混凝土早期开裂的重 要原因之一。例如某工程混凝土墙在拆除模板时正值要原因之一。例如某工程混凝土墙在拆除模板时正值 混凝土内部温度上升很快的时候，结果混凝土内部温度上升很快的时候，结果“及时浇水及时浇水” 产生产生“热震热震”，混凝土表面立刻发生能开裂。拆模时，混凝土表面立刻发生能开裂。拆模时 间应当服从控制混凝土的温度和保存湿度的原则，要间应当服从控制混凝土的温度

53、和保存湿度的原则，要 改变过去只考虑强度发展和模板周转的做法。改变过去只考虑强度发展和模板周转的做法。 在现行的铁路混凝土规范中开始控制混凝土的入模稳在现行的铁路混凝土规范中开始控制混凝土的入模稳 度。度。 此外混凝土浇筑顺序、振捣方式此外混凝土浇筑顺序、振捣方式等等( (包括保湿和温控包括保湿和温控) ) 都影响混凝土结构内部应力的生成和开裂与否都影响混凝土结构内部应力的生成和开裂与否。 3 3、湿养护期是否越长越好？、湿养护期是否越长越好？ 对混凝土的自收缩，水养护和密封养护的效果是一样对混凝土的自收缩，水养护和密封养护的效果是一样 的。的。 湿养护期并不是越长越好。及时养护、适时养护才是

54、湿养护期并不是越长越好。及时养护、适时养护才是 正确的方法。适宜养护期的长短和混凝土配比有关，正确的方法。适宜养护期的长短和混凝土配比有关， 和环境温度、湿度及风速有关。水灰比越低，越需要和环境温度、湿度及风速有关。水灰比越低，越需要 即时加强外部补充水的养护，但养护时间可以短些；即时加强外部补充水的养护，但养护时间可以短些； 水灰比很大时，自由水分多，在相对湿度较大的潮湿水灰比很大时，自由水分多，在相对湿度较大的潮湿 地区，湿养护的影响不大，但养护时间要长才能使其地区，湿养护的影响不大，但养护时间要长才能使其 渗透性稳定；掺用矿物掺和料的混凝土由于水胶比低，渗透性稳定；掺用矿物掺和料的混凝土

55、由于水胶比低， 在相对湿度不足的情况下，则反应很慢的掺和料如粉在相对湿度不足的情况下，则反应很慢的掺和料如粉 煤灰，表面的吸附水很容易蒸发而出现裂缝；和强度煤灰，表面的吸附水很容易蒸发而出现裂缝；和强度 作用一样，粉煤灰的抗裂作用只有在低水灰比下加强作用一样，粉煤灰的抗裂作用只有在低水灰比下加强 保湿养护才能发挥出来。保湿养护才能发挥出来。 4、其他 施工对混凝土开裂的影响很复杂，必须根据 不同工程和不同环境整体考虑，不能照搬任 何程式化的方法。比如夏季混凝土浇筑温度 并不是越低越好。如果浇筑温度比气温低得 多，则表面硬化较快，当内部升温后产生膨 胀力会使先硬化的表面产生拉应力而开裂。 除温、

56、湿度的控制以外，其他如模板、浇筑 顺序、振捣方式、施工缝的间距等，都对混 凝土的质量有明显的影响。因此，一个优秀 的施工技术管理人员不仅需要不断更新混凝 土的知识，而且必须学会系统方法，整体安 排施工的全过程。 裂缝的有害和无害 有人认为可见裂缝是有害的，因此控制的原则是不出有人认为可见裂缝是有害的，因此控制的原则是不出 现可见裂缝。实际上并不能一概而论现可见裂缝。实际上并不能一概而论，可见裂缝有的可见裂缝有的 有害，有的可能并无害。有害，有的可能并无害。 相反，不可见裂缝不见得都是无害的。肉眼正常视力相反，不可见裂缝不见得都是无害的。肉眼正常视力 在明视距离在明视距离(1m)(1m)能辨认宽度能辨认宽度0.1mm0.1mm的宽度的裂缝，称的宽度的裂缝，称 为可见裂缝。大面积水平构件塑性裂缝小于为可见裂缝。大面积水平构件塑性裂缝小于0.1mm0.1mm时，时， 属于不可见裂缝。但从能量的观点来看，已有裂缝进属于不可见裂缝。但从能量的观点来看，已有裂缝进 一步扩展比形成新的裂缝容易。塑性裂缝可由于干缩一步扩展比形成新的裂缝容易。塑性裂缝可由于干缩 而继续扩展，甚至形成透水的贯穿裂缝。不可见的裂而继续扩展，甚至形成透水的贯穿裂缝。不可见的裂 缝往往是使用期间环境中侵蚀性介质侵入的通道。因