1、浅谈混凝土裂缝产生的原因及修补措施一.概述混凝土是当今建筑工程中使用最广泛应用量最大的建筑材料。因为它可以配置成不同强度、不同性能和不同形状的各种混凝土结构物，并具有较好的耐久性。但任何混凝土构件都是带裂缝工作的，裂缝的存在和发展，使相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱；同时结构物裂缝还会引起渗漏、保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、抗震能力降低等。甚至危害建筑物的正常运行或缩短建筑物的使用寿命。混凝土是由水泥、砂、石、水和空气组成的多项结合体，因此，其内部存在着固相、液相、和气相。在混凝土的凝固过程中，随着温度和湿度的变化而产生体积变形，但这种变形是不均匀的。水泥和水的作用随着水化热的降低，
2、收缩变形较大，而骨料收缩很小。然而它们又是相互胶结在一起的。因此，它们之间的变形相互约束，当砂浆凝固降温和失水干缩时，骨料因约束其变形而引起的内应力，将造成在砂浆本身或骨料与水泥的胶结面上出现肉眼看不见的细微裂缝。其特点是细而短，肉眼不可见。裂缝的产生主要出现于混凝土浇筑后的 1040h 内，即现浇混凝土几乎还未产生抗拉强度(或抗拉强度及其微小) 之前，由于温差产生的拉应力拉裂所致。这种细微裂缝的分布极不规则，且互不连贯，但在荷载或进一步产生温差和干缩的情况下，裂缝会扩展而逐步相互贯通，从而出现较宽的肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝。一般裂缝宽度范围约在 0.05mm 的不可见裂缝称为“微观裂缝”
3、 ，大于或等于 0.05mm 的可见裂缝称为“宏观裂缝” 。通常所说的混凝土裂缝是微观裂缝的扩展。一般在大体积混凝土内出现的裂缝，按其深度的不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三类。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结果的整体性和稳定性，其危害性是严重的，深层裂缝部分切断了结构的断面，也有一定的危害性，表面裂缝一般危害较小，但处于基础或者老混凝土约束范围以内的表面裂缝，在其内部混凝土降温过程中，可能发展为深层甚至贯穿裂缝 。二.混凝土裂缝出现的成因及由于混凝土的微观构造和组成材料的不同，以及外界环境的影响，引起混凝土结构产生裂缝的原因是复杂多样的，概括起来有以下几个方面：一是混凝土收缩变形引
4、起的约束裂缝。收缩变形又分为温差引起的变形和干缩变形。混凝土随着湿度，温度的变化要产生胀缩变形，而收缩变形受到约束作用时就会产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时就会产生裂缝。温差引起的裂缝。该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，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而表面混凝土散热较快，这样就形成内外的较大温差，然而较大的温差造成热胀冷缩使混凝土表面应力产生一定的拉应力，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。温度裂缝的走向通常无规律。大面积
5、结构温度裂缝往往是纵横交错，梁板类温度裂缝多平行于短边，贯穿的温度裂缝，一般与短边平行或接近平行，裂缝宽度一般在 0.5以下，表面温度裂缝多在施工期间出现，贯穿的温度裂缝在浇筑经 2-3 个月或更长时间发生。 干缩引起的裂缝。混凝土干缩主要是由于其内自由水的蒸发引起的。水泥水化的结果是生成水化硅酸钙等水化产物及在内部形成大量并被水填充的微细孔，这些微细孔中储存有水化未消耗的多余水分。混凝土干燥的时候，水的蒸发速度可能超过混凝土向外泌水迁移的速度，因此，表层毛细孔中的水面降低，并随着蒸发的继续，水分的失去从表层逐渐向混凝土内部不断发展，毛细孔与凝胶孔中的吸附水相继失去。这些微细孔内水分的失去将在
6、孔中产生毛细管负压，从而对孔壁产生拉应力，造成水泥浆体收缩从而引起混凝土体积收缩。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状线细裂缝，宽度多在 0.050.2之间，由于干缩仅发生表层很浅的地方，显然干缩对于混凝土薄壁结构如板、墙等构件影响程度相对较大。影响干缩的主要因素是水灰比，水泥程度及水泥用量，骨料粒径、混凝土级配、振捣程度外加剂及养护环境也对混凝土的干缩产生直接或间接的影响。二是塑性收缩裂缝。新拌混凝土处在泌水过程中或泌水后的柔软塑性状态时，受内外因的影响，有时表面会产生杂乱或定向的裂纹，这种裂纹称之为塑性收缩裂缝。这种裂缝主要发生在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态的阶段。当混凝土表面水分蒸发速
7、度大于其内部水分流失的速度，导致混凝土内部砂浆的收缩力大于水泥浆体的胶结力，塑性收缩裂缝就产生了。这种裂缝的分布不规则，宽度可大可小，长度可由数厘米到数米不等，深度不超过 5 厘米。影响塑性收缩裂缝的主要原因有混凝土的施工配合、凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。三是荷载引起的裂缝。由于混凝土的抗拉能力较低，在外荷载作用下，当抗拉区的拉应力超过其极限抗拉强度时就会产生裂缝。构件承受不同性质的荷载作用，会出现不同形状的裂缝。构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，当产生的拉应力超过砼极限抗拉强度时，就会出现垂直于构件纵轴的裂缝。当构件承受较大的剪力作用时，在构件受拉区的一侧就会产生斜裂缝，
8、大致成 45角，并向上、下延伸。三.混凝土裂缝的预防温度裂缝的主要预防措施：尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；减少水泥用量（将水泥用量尽量控制在 450/M3 以下） ；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在 0.6 以下；改善骨料级配、掺加粉煤灰或减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度；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；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施；加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时
9、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；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；掌握好混凝土浇灌时环境和控制出机温度。干缩裂缝的主要预防措施：选用干缩较小的水泥品种：普通水泥的干缩要低于矿渣水泥；合理调整混凝土的配合比，采用低水灰比，低单方水泥用量和低用水量，同时还宜降低砂率，尽量采用中粗砂；适当提高混凝土的搞拉强度。在水泥用量一定的条件下，缩小水灰比可使混凝土搞拉强度增高大于混凝土干缩应力的增加，有减少裂缝的趋势；施工时应掌握正确的振捣。加强湿水养护，确保养护质量，尽量延迟干缩的发生；采用合理的设计构造措施：合理设置
10、伸缩缝，减轻约束作用，缩小约束范围。同时对薄壁构件的配筋采用小直径，增加布筋密度的方式，可以减少烈缝发展的趋势。塑性收缩裂缝的主要预防措施：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；严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；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护剂等进行养护；高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。荷载裂缝的主要预防措施：采用预应力混凝土结构，它能使构件不发生荷载裂缝或减小裂缝宽度，是解决荷载裂缝问题的最有效方法；在钢筋混凝土结构中，不宜采用高强度钢筋，多采用带肋钢筋；在不
11、给施工造成较大困难的情况下，尽可能选用较细直径的钢筋。因为采用细而密的钢筋，因表面积大而使粘结力增大，可使裂缝间距和裂缝宽度减小；采用合理的保护层厚度以防止钢筋的锈蚀，增加混凝土的密实性。四常见裂缝的处理方法1、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、在防护的同量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。2、灌浆、嵌缝封堵法。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，
12、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、丁基像胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。三、混凝土置换法。混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法，此方法需先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其它材料。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。五结论裂缝是混凝土结构中普遍
13、存在的一种现象。它所带来的危害程度，因结构物使用功能及所处环境的不同而异。它不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，当裂缝情况比较严重时会加速混凝土的碳化、钢筋的锈蚀，降低建筑物的耐久性和抗震能力。 。裂缝的产生是一个复杂的力学现象，对混凝土裂缝的控制也是一项复杂的系统工程。因此，我们要对混凝土裂缝进行深入研究，区别对待，采用科学合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有针对性的预防措施和先进的处理技术来预防和控制裂缝的出现和发展。参考文献：1钢筋混凝土结构设计规范S. 北京：中国建筑工业出版社,2002,(2).2富文权，韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制M. 北京：中国铁道出版社， 2002.3哈尔滨工业大学，大连理工大学，北京建筑工程学院，华北水利水电学院，东南大学.混凝土及砌体结构M.第 1 版.北京：中国建筑工业出版社 ,2006.4苏达根.土木工程材料M. 第 1 版.北京：高等教育出版社， 2005.5张雄，张小伟，李旭峰.混凝土结构裂缝防止技术M. 北京：化学工业出版社， 2007.6徐进刚.混凝土裂缝的相关分析
