混凝土裂缝的预防与处理

0引言

混凝土在水利、建筑等现代工程建设中占有重要的地位，是基础性施工材料。但是，由于水化热反应、自身变形、约束等问题，混凝土在硬化过程中存在较多的微型孔、微型缝，进而形成非均质的混凝土内部结构。通常情况下，微型缝是无害的裂缝，对于混凝土防渗透、强度、承载等不构成影响。但在荷载、温差的作用下，如预防和处理措施不到位，则可能形成肉眼可见的裂缝，甚至形成结构贯穿裂缝，对工程安全、质量产生严重影响。1

混凝土工程裂缝成因及预防措施1.1

干缩裂缝及预防措施干缩裂缝出现在混凝土养护结束后，由于混凝土内水分蒸发而形成的干缩效应，使这种干缩是持续的、不可逆的。在干缩效应下，混凝土内部形成不同的变形结构，并在混凝土应力约束下产生相应的裂缝。当混凝土内部水分蒸发越严重、干缩越大时，干缩裂缝就越容易发生，而且，从总体来看，干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状细小裂缝，宽度通常在0.05～0.2mm。干缩裂缝常见于大体积混凝土表面，在较薄的梁板中多表现为沿其短向分布。从危害性来看，干缩裂缝会对混凝土的抗渗性造成影响，从而逐渐引起混凝土内部钢筋的锈蚀，进而影响混凝土的耐久性。同时，在水利工程和桩基础中，干缩裂缝会在水的压力作用下形成水力劈裂问题，会对混凝土承载力造成一定的影响。从整体来说，干缩裂缝的产生与混凝土水灰比、水泥型号、水泥用量、粗细集料性质及用量存在密切的联系。针对干缩裂缝，主要的预防措施包括：首先，选用收缩量较小的水泥型号，

通常可采用中低热水泥或粉煤灰水泥，降低混凝土中的水泥用量；其次，混凝土干缩裂缝的产生与水灰比有较大的关系，

当水灰比越大时，干缩效应会越明显，因此，在混凝土配合比设计时，应尽量控制配合比，并掺入适量的减水剂，降低混凝土中水分的含量；再者，在混凝土拌制时，施工单位应严格按配合比确定用水量；最后，在混凝土养护期间，施工单位应加强养护管理，并结合实际情况，适当延长养护时间。1.2

沉降裂缝及预防措施沉降裂缝是由于结构地基不均匀、填充不密实或浸水而造成的地基沉降引起的裂缝。同时，在混凝土施工中，模板刚度不足、支撑间距过大、支撑底部松动等问题也都会引起沉降裂缝。例如，在冬季施工时，如果模板支撑设置在冻土基础上，虽然施工时满足工程施工要求，但随着天气转暖，原冻土支撑强度不足，从而引起混凝土结构出现不均匀的沉降问题，进而产生沉降裂缝。与干缩裂缝不同，沉降裂缝多为贯穿性裂缝，其走向与结构沉降情况有着直接的关系，通常与地面基准面呈30°～45°夹角。沉降裂缝的宽度与沉降量呈正相关关系，与温度变化关系不大，地基变形、沉降结束后，混凝土裂缝也会趋于稳定。针对由地基不均匀沉降引起的裂缝，可采取的预防措施包括：首先，加强对地基密实度的处理，在混凝土施工前必须进行夯实和加固；其次，在模板施工时，应确保模板支撑体系均匀、牢固，避免因支撑过于集中而导致局部受力集中，进而引起沉降；再者，在基础施工时，施工单位应落实防渗漏措施,降低地下水位，减轻地下水对地基的影响；最后，在冻土地基上搭设模板时，必须采取有效的加固和预防措施，增加桩基础深度，避免因冻土变化而引起的地基沉降。1.3

温度裂缝及预防措施由于混凝土在硬化期间会产生大量的水化热，这些热量聚集在混凝土内部无法及时散出，导致混凝土内部温度急剧上升,而表面温度却变化不大，从而其内、外部形成较大的温差。在温差的作用下，混凝土内、外部存在胀、缩情况，从而在其表面产生一定的拉应力。当因温差形成的拉应力超过混凝土强度极限时，混凝土表面会形成裂缝。这种温度裂缝多发生于混凝土工程的中、后期，在混凝土表面温度较低的情况下，混凝土表面出现收缩，而其内部温度较高，进而产生温度裂缝。通常而言，温度裂缝多发生于混凝土结构较浅的位置，且走向、尺寸均没有特定的规律,主要与混凝土体积有一定的联系。一般来说，大体积混凝土的温度裂缝多为纵横交错的裂缝，而梁板类的裂缝多为沿梁方向形成细长的裂缝。总体而言，因混凝土水化热反应而引起的温度裂缝，与外部环境因素和水泥掺入量有密切关系，因此，针对此类裂缝，可采取的预防措施包括：首先，尽量采用低热或中热的水泥型号，例如矿渣水泥或粉煤灰水泥等；其次，降低混凝土水灰比，将水灰比控制在0.6

以内；再者，优化骨料级配，通过掺加适量的粉煤灰、高效减水剂、缓凝剂等措施，降低混凝土中的水泥用量，改善混凝土泵送性能和保水性，从而减少水化热，推迟水化热热峰的出现时间；最后，施工单位应加强对混凝土拌制工艺的研究和优化，借助改进后的拌制工艺，降低混凝土浇筑时的初始温度，防止混凝土内部热量积聚。此外，为了带走混凝土内部热量，施工单位可在混凝土浇筑过程中设置冷却管,通过水循环方式带走水化热，从而缩小混凝土的内、外部温差，防止温度裂缝的产生。1.4

化学反应引起的裂缝及预防措施在混凝土施工中，骨料化学反应、钢筋锈蚀等是引起混凝土裂缝的常见原因。混凝土拌制后会产生一定的碱性离子，这些碱性离子与骨料发生化学反应，骨料在吸收水分后体积增大，从而引起混凝土膨胀、开裂。通常来说，这种由骨料化学反应引起的裂缝多发生于工程竣工后的运营期间，该类裂缝的形成和发展存在不可逆性，只能在施工过程中采取措施加以预防。主要的预防措施包括：首先，优先选用活性较小的粗、细骨料；其次，选用低碱性的水泥，并选用无碱或低碱性的外加剂；最后，可根据混凝土碱性情况，掺入适量的掺合料，中和、抑制骨料碱性作用的发挥。钢筋锈蚀主要是因为浇筑、振捣过程中的施工操作不到位，或钢筋保护层过薄，导致钢筋本质受有害物质的侵入，从而产生锈蚀。随着时间的推移，锈蚀钢筋的体积会出现膨胀，进而导致混凝土出现胀裂现象。由钢筋锈蚀引起的混凝土裂缝，其方向与钢筋方向一致。针对此类裂缝，可采取的预防措施包括：增加钢筋保护层厚度，混凝土级配应加强选择和检验，优先选择腐蚀作用小的级配料；在混凝土浇筑过程中，应注意振捣密实，确保混凝土内部空气及时排出，防止混凝土在氧气的作用下出现锈蚀。2

混凝土裂缝处理措施2.1

表面修补法该方法是一种操作简单、较为常见的表面裂缝处理方法，主要应用于对混凝土结构稳定性及结构承载能力没有影响或影响较小的浅层裂缝处理。在实际操作中，主要的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或涂刷沥青、油漆等材料，能够隔绝混凝土裂缝内部与外部环境，防止混凝土裂缝在水分、温度的作用下继续开裂。在表面裂缝处理的同时，可适当采取表面粘贴玻璃纤维布等措施，提高表面裂缝处理效果。2.2

结构加固法当混凝土出现贯穿性裂缝时，对混凝土结构安全及稳定性产生较大的影响,在此情况下，为了改善结构性能,可考虑采取结构加固法进行处理，常见的结构加固方法包括预应力加固、粘贴钢板加固、增设支点加固和喷射混凝土补强等。2.3

混凝土置换法该方法是将出现严重质量问题的混凝土进行置换处理的一种方法。在实际应用中，施工人员先将损坏的混凝土剔除，然