浅述混凝土裂缝产生的原因和防治措施
关键词：混凝土裂缝,裂缝成因,防治措施
1 混凝土裂缝产生的主要原因
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，凹角处的应力集中引起裂缝，建筑物超长导致伸缩裂缝。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混凝土配合比设计不当产生的裂缝。混凝土配合比设计不当将直接影响混凝土的抗拉强度，造成混凝土开裂。配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等。
③混凝土养护条件不好产生的裂缝。混凝土养护是使混凝土正常硬化的重要措施，养护条件的好坏对裂缝的出现有直接影响。
④混凝土材料使用不当产生的裂缝。如使用收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及低标号水泥或水灰比高均易产生裂缝。
⑤施工方法不规范导致混凝土产生裂缝。混凝土浇筑施工中，振捣不均匀、漏振、过振均会造成混凝土离析、密实度差，降低结构的整体强度。混凝土内部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡则会降低混凝土与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆会在钢筋周围密集，将大幅度降低粘结力。
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。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小，近而产生收缩。根据力学分析，板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土收缩所引起板的约束应力超过一定限度时，必然引起板的开裂，压应力相对集中的位置通常是开裂的部位。
③由于水泥工业的发展，厂家往往磨细水泥熟料以提高水泥强度，从而导致水泥表面积大大增加，体积稳定性越来越差。另外，随着商品混凝土的广泛使用，厂家骨料质量明显下降，而且泵送剂容易导致混凝土早期塑性收缩裂缝和后期收缩裂缝。
④荷载引起的裂缝。钢筋混凝土结构在荷载作用下，因变形而产生的裂缝，根据构件的种类、受力性质和受力大小，有不同的变形形状和裂缝规律。
2 混凝土裂缝的预防措施
2.1控制砼温升
2.1.1选用水化热低的水泥。水化热是水泥熟料水化所放出的热量，为减少混凝土升温，可以在满足设计强度要求的前提下，减少水泥用量，尽量选用中低热水泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。
2.1.2利用砼的后期强度。试验数据表明，每立方米砼的水泥用量每增减10公斤，砼温度相应升降1℃。因此根据实际情况，对结构的强度和刚度进行复算并取得设计和质检部门的认可后，可用f45、f60或f90替代f28作为砼设计强度，这样每立方米砼的水泥用量会减少40～70千克，相应的水化热温升也减少4℃～7℃。
利用砼后期强度主要是从配合比入手，通过试验验证28天后砼强度能否继续增长，并在预计的时间内达到或超过设计强度。
2.1.3掺入减水剂和微膨胀剂。掺加一定数量的减水剂或缓凝剂，可以减少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，也可减少砼的温度应力。
2.1.4掺入粉煤灰外掺剂。在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥，不但可以降低水化热，还能改善砼的和易性。
2.1.5骨料的选用。连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制，砂的含泥量小于2%，石的含泥量小于1%。
2.1.6降低砼的出机温度和浇筑温度。首先要降低砼拌合温度。降低砼出机温度的最有效办法是降低石子温度，在气温较高时，要避免太阳直接射骨料，必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗。另外，装卸、运输、浇筑等工序都对温度产生影响，因此，在炎热的夏季应尽量减少出料到入模的时间。
2.2采用保温或保湿养护，延缓砼降温速度
为减少砼浇筑后所产生的内外温差，夏季应采用保湿养护，冬季应保温养护。大体积砼结构终凝后，其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，缩小砼内外温差，从而控制裂缝的开展。而基础工程大体积砼结构拆模后，宜尽快回填土，避免气温骤变，亦可延缓降温速率，避免产生裂缝。
2.3改善施工工艺，提高砼抗裂能力
2.3.1采用分层分段法浇筑砼，有利于砼消化热的散失，减小内外温差。
2.3.2改善配筋，避免应力集中，增强抵抗温度应力的能力。孔洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此，在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片，在变截面作局部处理使截面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是，配筋要尽可能应用小直径和小间距，按全截面对称配置。
2.3.3设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积砼应设置后浇带，以减少外约束力和温度应力;同时也有利于散热，降低砼的内部温度。
2.3.4做好温度监测工作，及时反映温差，随时指导养护，控制砼内外温差不超过25摄氏度。
3 裂缝的修补措施
国内外修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有以下三大类：
(1)开槽法修补裂缝
该法适合于修补裂缝宽度大于0.5mm，材料的配合比为：环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28的混凝土。首先用人工将晒干过筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀，然后将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀，掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌，最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)，及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。
(2)低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
(3)表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。
表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。
4 结语
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和混凝土的碳化，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。
参考文献：
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