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混凝土裂缝产生的原因、防治与处理方法探讨
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内容提示：随着社会经济的发展，国内建筑工程中混凝土工程的体量不断增大，混凝土是当前最广泛使用的建筑结构材料之一。然而，混凝土裂缝在建筑工程中是经常出现的问题，结合多年的工作经验，并参考大量文献资料，分析了混凝土裂缝产生原因，提出了防治对策，而且阐述了混凝土裂缝后的处理方法，以期为有关混凝土建筑人员提供参考。
摘 要：随着社会经济的发展，国内建筑工程中混凝土工程的体量不断增大，混凝土是当前最广泛使用的建筑结构材料之一。然而，混凝土裂缝在建筑工程中是经常出现的问题，结合多年的工作经验，并参考大量文献资料，分析了混凝土裂缝产生原因，提出了防治对策，而且阐述了混凝土裂缝后的处理方法，以期为有关混凝土建筑人员提供参考。
关键词：混凝土；裂缝；原因；防治；处理
1 混凝土裂缝产生主要原因
1.1 人为因素
（1） 设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。（2）混凝土材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。（3）施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。
1.2 客观原因
（1）温度应力引起裂缝，目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。（2）收缩引起裂缝，收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
2 防治
2.1 温度的控制
（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
（2）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
（4）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，降低水化热。
（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，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，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（6）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或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。
（7）如果是大体积混凝土，因为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，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束。
（8）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度，浇筑混凝土时，预留温度收缩缝。
（9）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。
（10）是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、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。长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施，以防止寒潮袭击。
（11）在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。
（12）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
2.2 采用合理的施工方法
（1） 混凝土的拌制，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度，要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。
（2）混凝土浇注过程质量控制。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大 ，引起裂缝。另外，当日平均气温在2～3d内连续下降不小于6～8℃时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。
2.3 设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨
在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进，不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。
2.4 混凝土材料方面
（1）选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库，严禁不同厂家的水泥混用。
（2）选用级配良好的粗、细骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，细骨料不能使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。 3 混凝土裂缝的处理
3.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法。表面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。表面贴补法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。
3.2 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（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝，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。
3.3 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。
3.4 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、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻心取样试验、压水试验、压气试验等。
4 混凝土裂缝控制案例分析
4.1 在建工程发生裂缝描述
某小区在建某栋楼为六层砖混结构，在砌砖基础前用商品混凝土做300mm厚垫层，其中商品混凝土的配比及相关参数如下：该商品混凝土强度等级为C15，落度为110-130mm，水泥强度等级为P32.5，细骨料的细度模数为2.5，粗骨料最大粒径为31.5mm，，减水剂掺量为1.6%，掺平电Ⅰ级粉煤灰.混凝土的配合比为： 水泥：细骨料：水：掺合料：外掺剂=257：739：1156：180：64：4.0（每M3）。混凝土浇筑完毕后，又按照要求对其进行了规定时间的养护。但是，在垫层的某些部位还是出现了一定程度的裂缝。经现场检查发现，裂缝大部分属表面裂缝，长短不等，尺寸在20mm -400mm之间，多出现在拐角等部位，形状没有任何规律。结构内部将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
4.2 初步处理措施
基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝，经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题，采用人工沿裂缝每边各50mm凿除，用水冲洗干净后，用C20细石混凝土重新浇筑，待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态，初凝后养护7天以上。实践结果证明，对于混凝土垫层，该加固处理方法能取得良好的效果。
4.3 以后施工过程中裂缝的防治措施
（1）混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关，应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
（2）为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。
（3）在炎热环境中降低混凝土表面温度，如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。
（4）合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖，终凝后尽早进行养护，应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季，需设置挡风设施，适当延长养护时间。
关键词：混凝土；裂缝；原因；防治；处理
1 混凝土裂缝产生主要原因
1.1 人为因素
（1） 设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。（2）混凝土材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。（3）施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。
1.2 客观原因
（1）温度应力引起裂缝，目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。（2）收缩引起裂缝，收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
2 防治
2.1 温度的控制
（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
（2）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
（4）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，降低水化热。
（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，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，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（6）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或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。
（7）如果是大体积混凝土，因为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，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束。
（8）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度，浇筑混凝土时，预留温度收缩缝。
（9）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。
（10）是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、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。长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施，以防止寒潮袭击。
（11）在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。
（12）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
2.2 采用合理的施工方法
（1） 混凝土的拌制，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度，要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。
（2）混凝土浇注过程质量控制。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大 ，引起裂缝。另外，当日平均气温在2～3d内连续下降不小于6～8℃时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。
2.3 设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨
在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进，不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。
2.4 混凝土材料方面
（1）选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库，严禁不同厂家的水泥混用。
（2）选用级配良好的粗、细骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，细骨料不能使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。 3 混凝土裂缝的处理
3.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法。表面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。表面贴补法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。
3.2 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（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝，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。
3.3 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。
3.4 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、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻心取样试验、压水试验、压气试验等。
4 混凝土裂缝控制案例分析
4.1 在建工程发生裂缝描述
某小区在建某栋楼为六层砖混结构，在砌砖基础前用商品混凝土做300mm厚垫层，其中商品混凝土的配比及相关参数如下：该商品混凝土强度等级为C15，落度为110-130mm，水泥强度等级为P32.5，细骨料的细度模数为2.5，粗骨料最大粒径为31.5mm，，减水剂掺量为1.6%，掺平电Ⅰ级粉煤灰.混凝土的配合比为： 水泥：细骨料：水：掺合料：外掺剂=257：739：1156：180：64：4.0（每M3）。混凝土浇筑完毕后，又按照要求对其进行了规定时间的养护。但是，在垫层的某些部位还是出现了一定程度的裂缝。经现场检查发现，裂缝大部分属表面裂缝，长短不等，尺寸在20mm -400mm之间，多出现在拐角等部位，形状没有任何规律。结构内部将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
4.2 初步处理措施
基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝，经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题，采用人工沿裂缝每边各50mm凿除，用水冲洗干净后，用C20细石混凝土重新浇筑，待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态，初凝后养护7天以上。实践结果证明，对于混凝土垫层，该加固处理方法能取得良好的效果。
4.3 以后施工过程中裂缝的防治措施
（1）混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关，应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
（2）为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。
（3）在炎热环境中降低混凝土表面温度，如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。
（4）合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖，终凝后尽早进行养护，应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季，需设置挡风设施，适当延长养护时间。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200902/12301.htm
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