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混凝土常见裂缝的原因与预防措施
1、概述
建筑物的破坏，特别是钢筋混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始的。但是，并不是所有的裂缝都是建筑物危险的征兆。只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点构造的可靠性等类裂缝，才可能危及建筑物的安全使用。而大量常见的裂缝，如温度、收缩裂缝等，并不危及建筑物结构安全。因此，各类裂缝对建筑的危害是不同的，故对各类裂缝的处理应有区别。
下面就塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝形成的原因及预防和处理措施进行阐述。
2、塑性裂缝
塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，类似干燥的泥浆面。塑性裂缝大多出现在混凝土浇筑初期，一般在浇筑后4h左右出现。当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高(40℃以上)而气候又很干燥，便会出现塑性裂缝。塑性裂缝又称龟裂，严格说来属于干缩裂缝，出现很普遍。
2.1裂缝形成的原因
2.1.1 混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，而此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形应力，因而开裂。
2.1.2 使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的细砂和粉砂。
2.1.3 混凝土水灰比过大，或模板(指木模)过于干燥，也会导致这种裂缝出现。
2.2 预防措施
2.2.1配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，石子粒径应选用连续级配，选用中粗砂，以减小空隙率和含砂率。同时，浇筑混凝土时要振捣密实，以减小收缩量，提高混凝土抗裂强度。
2.2.2 浇捣混凝土前，将基层和模板浇水湿透。
2.2.3 混凝土浇筑完毕后，裸露的混凝土表面及时覆盖，按养护要求进行操作。
2.2.4 在气温高、湿度低或风速大的天气下施工，混凝土浇筑完毕后，应及早进行浇水养护，使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。
2.2.5 混凝土养护可采用覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法。当表面发现微细裂缝时，应及时抹压一次，再覆盖养护。
2.3 处理方法
此类裂缝对结构强度影响不大，但会使钢筋易锈蚀，且有损美观，一般可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于受力大的预制构件，也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。
3、干缩裂缝
干缩裂缝处在结构的表面，较细，多在0.05～0.2mm之间。其走向纵横交错，没有规律性。较薄的梁、板类构件或桁架构件的干缩裂缝，多沿短边方向分布；整体性结构的干缩裂缝，多发生在截面变化处；平面.上的干缩裂缝，多延伸到变截面部位或块体边缘；大体积混凝土的干缩裂缝在平面部位较为多见，侧面也常出现；预制构件的干缩裂缝多产生在箍筋位置。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。
3.1 裂缝形成的原因
混凝土收缩有湿度收缩(即干缩)和自收缩之分。湿度收缩是混凝土中多余水分蒸发，随湿度降低、体积减小而产生的，其收缩量占混凝土总体积收缩量的绝大部分；自收缩为水泥化学作用引起的体积收缩，收缩量只有前者的1/5～1/10，一般可包括在湿度收缩内一起考虑。
3.1.1 混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水散发快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，产生拉应力，引起混凝土表面裂缝；或者构件因水分蒸发产生体积收缩，受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。
3.1.2 混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。
3.1.3 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。
3.1.4 混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。
3.1.5 用后张法预应力制成的构件，露天生产后长久不张拉等等。
3.2 预防措施
3.2.1 混凝土水泥用量、用水量和砂率不能过大，严格控制砂石的含泥量，严禁使用粉砂。混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后终凝前，进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。
3.2.2 加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。
3.3 处理方法
为防渗漏和观感，可采用表面修理补平方法。先用钢丝刷将混凝土表面刷毛，清除表面附着污物，用水冲洗干净，干燥后无用环氧胶泥、乳胶水泥等嵌补混凝土表面缺损，最后用上述材料涂覆。
4、温度裂缝
混凝土表面出现的温度裂缝，其走向无一定的规律性，梁、板一类长度尺寸较大的构件，裂缝多平行于短边。对大面积的构件，裂缝常纵横交错。深入的和贯穿性的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行。裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5～10mm。高温引起的温度裂缝是中间粗两端细。冷缩裂缝的粗细变化不太明显，其宽度在0.5mm以下，且从上至下没有多大变化。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。
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4.1裂缝形成的原因
4.1.1 表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降温而收缩。此时，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力(内部降温慢，受自约束而产生压应力)，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表面层以下结构仍保持完整。
4.1.2 深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。板面受高温时，钢筋混凝土大梁会出现温度裂缝，当梁的伸长率超过板时，板就产生温度裂缝。除梁、板高温裂缝外，在冬天时，板还会产生冷缩裂缝。以上结构的温度裂缝均属于深入和贯穿性的温度裂缝。
4.2 预防措施
预防温度裂缝，可以从控制温度着手。首先应从设计上改进，针对梁、板出现的温度裂缝，先设置好必要的伸缩缝、变形缝和沉降缝，可以减少温度裂缝或不出现温度裂缝。在施工方面，着手改进施工工艺，改善混凝土性能，提高钢筋混凝土质量，同样可以减少温度裂缝。
4.3 处理方法
温度裂缝对钢筋锈蚀及对混凝土碳化、抗冻融，抗疲劳(有动荷载)性能，均有不良影响，应采取措施处理。可以对之涂2遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布。对有防水、防渗要求的结构，缝宽大于0.lmm的深入或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝填补，或者灌浆与表面封闭同时用。对宽度小于0.1mm的裂缝，由于后期水泥会自动生成氢氧化钙、硫酸铝、硫酸钙等类物质，能使裂缝自行愈合，可不加处理或只进行表面处理。
浅析常见混凝土结构裂缝形成原因及预防措施2017-03-19 12:34 | #2楼
在实际施工过程中，混凝土结构的开裂问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。在建筑物的建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。本文对混凝土结构工程中常见的一些裂缝现象进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防措施。
一、总述
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，正是由于这些初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身和财产安全。
二、混凝土结构裂缝种类和成因
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土结构裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：
（一）、荷载引起的裂缝
混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
1、直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：设计计算阶段、施工阶段、使用阶段。
2、次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
3、荷载裂缝分类及其特征。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。
但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：中心受拉、中心受压、受弯、大偏心受压、小偏心受压、受剪、受扭、受冲切、局部受压。
（二）、温度变化引起的裂缝
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混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
3、收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩、缩水收缩（干缩）、自生收缩、炭化收缩。
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4、钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
5、冻胀引起的裂缝
大气气温低于零度时，混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。
6、材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。①水泥。②砂、石骨料。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。
7、施工质量引起的裂缝
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在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：①混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀。③混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低。④混凝土搅拌、运输时间过长。⑤混凝土初期养护时急剧干燥。⑥用泵送混凝土施工时，加大了水灰比。⑦混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好。⑧混凝土早期受冻。⑨施工时模板刚度不足。⑩施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。○11施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。○12装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。○13安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。○14施工质量控制差。
三、混凝土结构裂缝的防治措施
（一）、设计方面
1.设计中的‘抗’与‘放’。
在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。
设计人员应灵活地运用‘抗一放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。
2.设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。
3.积极采用补偿收缩混凝土技术：
在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。
4.重视对构造钢筋的认识：
在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
5.对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
（二）、材料选择和混凝土配合比设计方面
1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。
2、选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。
3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。
4、正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。
5、配合比设计人员应深入施工现场，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
（三）、现场操作方面
1.浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14—28天。
3.混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
4.避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
5.对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。
6.夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。
7、采用综合措施，控制混凝土初始温度、混凝土温度和温度变化。引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。
（四）因使用环境原因造成的裂缝防治
1、因使用期间气温湿度变化而形成的裂缝，一般不易根除，以采用对钢筋混凝土构件的保护措施，减少大气湿度变化对构件变化的影响为宜；
2、因多次冻融而产生的裂缝，除对已形成缺陷和损坏的部分要予以补强或加固外，宜添加对受冻混凝土构件的保温措施；
3、因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷和损伤，除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外，应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护；
4、因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防；对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。
另外，还可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。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；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；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；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；施工中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。
改善约束条件的措施是：合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性十分困难，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
四、混凝土结构裂缝的处理方法
(一)、表面处理法
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（土工膜或其它防水片）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
（二）、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0.3mm，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。
（三）、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。利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。
（四）、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。
（五）、混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
（六）、电化学防护-法
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，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
（七）、仿生自愈合法
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某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
六、结 论
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防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、施工、监理及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
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