混凝土建筑結構裂縫原因及預防措施

前言：本站為你精心整理了混凝土建筑結構裂縫原因及預防措施范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：裂縫一直是伴隨著混凝土建筑結構的最為常見的病害，對建筑結構產(chǎn)生著重大的安全隱患，危害著使用者的安全。隨著經(jīng)濟的發(fā)展對裂縫的控制要求也越來越嚴格，本文通過對混凝土建筑結構常見裂縫的原因進行分析，并提出了有效的預防技術措施。

關鍵詞：混凝土結構；常見裂縫；裂縫原因；預防措施

混凝土是當前建筑工程最常用的建筑材料，但是裂縫問題在混凝土的使用中始終無法避免。要更好的解決裂縫問題就要從混凝土的材料特性入手，找到裂縫產(chǎn)生的原因，對裂縫的控制要以預防為主，利用新技術新措施以提高混凝土的施工質量，減少裂縫的產(chǎn)生。

1.混凝土裂縫的分類及形成成因

1.1干縮裂縫

混凝土澆筑完后要進行養(yǎng)護，當養(yǎng)護結束后，水泥漿中水分會蒸發(fā)使混凝土產(chǎn)生干縮。混凝土內外的水分蒸發(fā)量往往不同，就會導致混凝土產(chǎn)生不同的變形以致產(chǎn)生干縮裂縫。混凝土外表面的水分蒸發(fā)較快變形大，內部相對較慢變形較小，這樣產(chǎn)生的內外表面干縮變形差，混凝土表面會產(chǎn)生拉應力，從而產(chǎn)生裂縫。干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土的表面，為淺細裂縫，呈平行線狀或網(wǎng)狀，寬度多在0.05~0.2mm之間。干縮裂縫會使混凝土的抗?jié)B性降低，使鋼筋的銹蝕加快，不利于混凝土的耐久性。

1.2塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)，受高溫或較大風力的影響，會使混凝土表面過快失水，使混凝土體積不斷收縮，混凝土的強度無法抵抗本身收縮產(chǎn)生的應力時，混凝土表面就會產(chǎn)生龜裂。塑性收縮裂縫多出現(xiàn)在暴露在空氣中的結構構件。塑性收縮裂縫較短的一般長20~30cm，較長的裂縫可達2~3m，寬1~5mm。

1.3溫度裂縫

溫度是引起混凝土結構裂縫的重要原因，溫度裂縫又可分內部溫度引起的裂縫和外部溫度引起的裂縫。內部溫度裂縫是因為當水泥與水進行化合時，水泥水化熱產(chǎn)生的熱量會大量釋放出來，如果不及時將這些熱量弱化或者降低，在接下來的凝結過程中，溫度就會慢慢釋放，從而產(chǎn)生收縮力，當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。外部溫度裂縫主要是惡劣天氣造成的，高溫天氣或者低溫天氣，使外部環(huán)境溫度與混凝土內部溫度產(chǎn)生較大溫差，產(chǎn)生收縮力，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫對大體積混凝土較為常見，裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯。

1.4結構性裂縫

結構性裂縫是由于混凝土澆筑施工或使用過程中，由于外界力量的傷害產(chǎn)生的，根據(jù)受力的不同又有不同的分類。荷載裂縫：混凝土結構受到外力作用時混凝土內部會產(chǎn)生的拉應力，當拉應力超過其極限抗拉強度時就會產(chǎn)生荷載裂縫。根據(jù)荷載類型不同荷載裂縫分為彎矩裂縫、剪切裂縫、扭矩裂縫等，彎矩裂縫是由于彎矩引起的，剪切裂縫是由于剪力（或彎矩剪力共同作用）引起的，扭矩裂縫是由于扭矩（或扭矩彎矩剪力共同作用）產(chǎn)生的。沉降裂縫：沉降裂縫是由于地基條件不利所致，如地基土質松軟、不均勻，或回填土不實、浸水等使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，以及模板剛度不足，或施工時地基存在凍土，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，也會產(chǎn)生沉降裂縫。地震裂縫：地震是建筑結構較為重視的傷害原因。地震會對混凝土結構產(chǎn)生較大的破壞力，這種結構性裂縫，常常難以預料，如果一旦發(fā)生時重則無法避免，裂縫的開裂程度也比較嚴重，應加強預防傷害。施工裂縫：在施工過程中振動棒振搗或者拆除保護膜敲打而產(chǎn)生的撞擊，造成的裂縫，這種裂縫造成的影響一般不嚴重，往往很難發(fā)現(xiàn)裂縫的存在或者存在的部位，注意施工設備的規(guī)范操作完全可以避免裂縫的產(chǎn)生。

1.5凍脹裂縫

冬季施工時，要加強混凝土表面的保溫措施，否則混凝土就會遭受凍害。表面被凍脹的混凝土解凍后，鋼筋的變形若不能同混凝土同時恢復就會產(chǎn)生表面裂縫。凍脹裂縫寬窄不一，一般沿鋼筋方向出現(xiàn)，如主筋、箍筋方向都會出現(xiàn)，。

1.6化學反應引起的裂縫

鋼筋混凝土結構施工中的堿骨料反應和使用中的鋼筋銹蝕都會引起其裂縫。混凝土內部的堿骨料反應會使內部的活性骨料的體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。在不良環(huán)境下有害物質會沿保護層侵入混凝土內使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕后體積會膨脹產(chǎn)生拉力，導致混凝土脹裂，因此要根據(jù)環(huán)境不同合理選擇混凝土的鋼筋保護層厚度。

2.常見裂縫的預防措施

2.1干縮裂縫的防治

混凝土干縮的主要影響條件有：混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等。混凝土攪拌和施工中的配合比要符合設計規(guī)定，要控制好混凝土的用水量，減少水泥及水的用量，可以摻加減水劑來控制用水量。做好混凝土的養(yǎng)護，可以在混凝土表面覆蓋塑料薄膜或者草墊、麻片等，混凝土表面要及時灑水或養(yǎng)護劑以保持其表面濕潤。混凝土結構中要每隔一定間距設置一條的收縮縫，減小變形拉應力。長期露天堆放的混凝土預制構件，應當覆蓋并經(jīng)常適當灑水養(yǎng)護。

2.2塑性收縮裂縫的防治

影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、凝結時間、環(huán)境溫度、相對濕度、風速等。因此，要增加混凝土的和易性，可以采用摻加減水劑來控制水灰比，減少水泥及水的用量。養(yǎng)護好混凝土，澆筑混凝土之前先澆水均勻濕透基層和模板。混凝土終凝前表面應一直保持濕潤，覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等。冬季施工混凝土更容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫，要做好混凝土的保溫，，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。

2.3溫度裂縫的防治

盡量選擇低熱量水泥，如硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、低熱水泥等，以減少水泥水化熱產(chǎn)生的熱量，減少水泥用量。控制水灰比，可以在在混凝土攪拌過程中加入高效減水劑，用來減少用水量。改善骨料級配或質量，添加摻合劑等，合理配比水泥、砂石、水、骨料，用來吸收水泥水化熱量。施工時需掌握好振搗力度及頻率，減少振搗時因做功產(chǎn)生的熱量。大體積混凝土要加強溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施，拌和水摻加冰屑，降低水溫，對砂石噴涼水冷卻，降低混凝土澆灌溫度。合理安排工序，薄層澆注，均勻上升，以利散熱。預防混凝土外部溫度裂縫，就要控制好混凝土內外溫差。混凝土澆筑后及時用草簾、塑料將混凝土與空氣隔絕，避免外界熱量傳遞到內部。在混凝土表面覆蓋保溫措施,并適當延長養(yǎng)護和脫模時間，以防止混凝土表面降溫過快產(chǎn)生裂縫。

2.4結構性裂縫的防治

混凝土結構的施工要有正規(guī)的設計圖紙才能進行，禁止僅憑經(jīng)驗施工。并且要按設計用途使用，合理增加荷載。不得過早拆模，施工時構件堆放不得超載，不得過于集中，確保混凝土結構能夠承受上部荷載，防止荷載裂縫的出現(xiàn)。預應力構件要在合理的強度范圍內施工，及時檢測裂縫的出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)裂縫時要及時整改。減少沉降破壞要處理好地基，如果有軟土層時，上部結構施工前應對軟土層進行處理，用砂石混凝土填筑軟土層然后進行振搗碾壓，直到結實為止。在基礎設計中采用不同方法調整地基的不均勻變形，如調整基礎的埋置深度，改變墊層厚度，采用不同的地基強度等。地基條件不好是可以適當加強基礎的剛度和強度。保證模板有足夠的強度和剛度，支撐牢固，并使地基受力均勻。施工地基中存在凍土時，搭設模板時要注意采取一定的預防措施。施工中施工方法要得當，注意施工工藝，混凝土要凝結結實才能拆除保護膜，在拆除保護膜時用力輕輕敲打，不能用力過猛。

2.5凍脹裂縫的防治

混凝土冬期施工時，應采用普通水泥，低水灰比，并摻加適量早強抗凍劑，對混凝土進行蓄熱保溫或加熱養(yǎng)護，直至達到40%設計強度。

2.6化學反應裂縫的防治

做好材料的選用，選用低堿水泥和，選用堿活性小的砂石骨料，選用合適的摻和料抑制堿骨料反應和低堿或無堿的外加劑。混凝土澆筑、振搗要確保鋼筋保護層達到設計要求，以減少鋼筋的銹蝕。

3.混凝土裂縫的處理方法

3.1常用的混凝土裂縫處理方法

混凝土的裂縫應根據(jù)裂縫的性質和形成原因及時進行處理，常用的裂縫處理方法有：表面修補法，灌漿、嵌逢封堵法，結構補強法，電化學防護法，混凝土置換法，仿生自愈合法。

3.1.1表面修補法

表面修補法用于對對結構承載能力影響較小的表面裂縫以及深進裂縫的處理，修補方法簡單容易掌握。處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，也可以在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施，防止混凝土的繼續(xù)開裂。表面涂抹適應于混凝土表面的淺細的裂縫，不再擴展的裂縫，深度僅在混凝土保護層的細絲裂縫、不滲水的縫、不伸縮的裂縫等。表面貼補法適用于漏水位置難以確定的蜂窩麻面大面積漏水的防滲堵漏。

3.1.2灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法是傳統(tǒng)的裂縫處理方法，效果很好，應用范圍廣，主要適用于修補對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫，從細微裂縫到大裂縫均可適用。它是將膠結材料利用壓力設備壓入進混凝土的裂縫中，封堵住混凝土中的裂縫，使硬化后的膠結材料與混凝土形成一個整體。水泥漿、塑料油膏、甲基丙烯酸酯、丁基橡膠等為較為常用的膠結材料。也可使用剛性材料如聚合物水泥砂漿。

3.1.3結構補強法

要保證混凝土結構的性能就要對結構使用過程中產(chǎn)生的裂縫及時進行處理，以防止混凝土耐久性降低。結構補強法是較為常見的結構性能處理方法。結構補強中常用的方法包括斷面加固法、錨固加固法、預應力法、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固等。補強處理完畢后要對混凝土裂縫處理效果作檢查，包括：修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等，確保處理效果滿足要求。

3.1.4電化學防護法

控制鋼筋的銹蝕可以采用電化學防護法，即利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，以達到鈍化鋼筋防止其防腐的目的。化學防護法中常用的方法有：陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法。

3.1.5混凝土置換法

處理損壞較為嚴重的混凝土結構可以采用混凝土置換法。做法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿等是較為常用的置換材料。

3.1.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是模仿生物組織對創(chuàng)傷部位的自我愈合機能，即體內分泌某種物質來愈合傷口，是新創(chuàng)的裂縫處理方法。將某些特殊物質(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊)加到混凝土中，在混凝土內部形成如神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)般的仿生自愈合功能，當混凝土出現(xiàn)裂縫時會自動分泌出液芯纖維使裂縫重新愈合。

3.2裂縫滲、漏的處理方法

當混凝土結構因為裂縫原因出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時，就要及時對滲漏部位進行處理，確保結構安全。結合混凝土滲、漏的特點、原因和結構位置、滲漏程度、對結構的影響，根據(jù)不同的形式可采取不同的堵漏辦法。常用的混凝土的堵漏的方法有：化學灌漿法、嵌縫堵漏法、堵封堵漏法、涂膜(布)堵漏法。

3.2.1化學灌漿堵漏

對貫通性裂縫，漏水較為嚴重且對結構安全隱患較大的的部位，堵漏往往比較困難，可以采用化學灌漿堵漏。應先確定出裂縫部位，做好處理裂縫堵漏方案。化學灌漿堵漏法是采取化學灌漿料與快速凝結水泥和無收縮水泥砂漿配合使用來解決混凝土裂縫，常用于線型摻、漏的部位處，能較好的達到堵漏效果。

3.2.2嵌縫堵漏法

混凝土表面只出現(xiàn)映水現(xiàn)象，在長時間不處理，將會影響整個表面的美觀及室內的使用效果時可以采用嵌縫堵漏法。

3.2.3堵封堵漏法

該方法主要是應用在水下或地下混凝土在涌水的條件下的孔隙、孔洞和裂縫的快速封堵，處理較為困難處。常用處理材料叫快速堵漏劑（也有的稱為PBM聚合物）。

3.2.4涂膜(布)堵漏法

當混凝土出現(xiàn)大面積滲水的情況時，主要是由于施工時振搗不密實形成的混凝土內部不密實而造成，可以采用涂膜堵漏法來處理之。處理方法比較簡單，將混凝土結構物表面清理干凈，直接在其表面上進行防水處理即可。

4.結束語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展人們生活水平的不斷提高，對住宅居住環(huán)境和質量提出、更高的要求。裂縫現(xiàn)象作為混凝土結構中普遍存在的一種缺陷，影響建筑物的使用功能和使用安全。要對混凝土裂縫的部位、形成原因、危害程度等認真分析，保證施工質量以預防為主，對出現(xiàn)的裂縫采用合理的方法結合新技術和新材料進行有效處理，確保建筑物和構件安全、穩(wěn)定地工作。

參考文獻：

[1]高紅霞，倪修全.淺談混凝土結構裂縫預防方法[J].四川建筑，2008，31(12)：57~58

[2]吳楊.混凝土裂縫的分析及預防[J].中國建材，2002(3)：40~41.

[3]鞠麗艷，張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法.施工技術，2002.7.

[4]滕亞民.高標號混凝土在高溫下施工裂紋的預防措施[J].交通世界，2007(S1)：71~72

作者：許輝 單位：國華（射陽）風電有限公司