混凝土裂缝产生的原因、控制措施及修补
目录
一、裂缝产生的原因分析.........................................1
（一）混凝土原材料质量方面 ..................................1
（二）施工方面 ..............................................2
（三）温度和湿度的变化 ......................................3
二、控制措施…………………………………………………………………………………………………..3
（一）混凝土原材料质量方面 ..................................3
（二）施工方面 ..............................................4
（三）温度和湿度的变化 ......................................5
三、混凝土裂缝修补..............................................6
（一）、修补设计 .............................................6
（二）修补方法 ..............................................7
四、结语........................................................9
混凝土裂缝产生的原因、控制措施及修补
摘要：混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中，经常发现混凝土结构在成型后，出现各种裂缝。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者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、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病,本文主要通过近几年来的现场实践及查阅相关的技术资料，对混凝土裂缝产生的原因、应采取的控制措施及修补方法进行简要的阐述，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
关键词：混凝土裂缝 原因 控制 修补
一、裂缝产生的原因分析
（一）混凝土原材料质量方面
材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，应严格控制原材料质量和配合比，避免材料不良引起的裂缝。
1、水泥。水泥水化热是混凝土产生温度应力的主要因素，宜选择中热或低热的水泥品种，严禁使用安定性不稳定的水泥，因水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分在和水化合后产生积膨胀，产生裂缝。
2、如果骨料中含泥量过多，则随着混凝土的干燥，会产生不规则的网状裂缝。
3、碱-骨料反应：混凝土在固化以后，其内部所含的碱与其砂、石骨料中所含的碱活性物质将发生一种化学反应。化学反应以后将产一种胶凝物质，而此种胶凝物质吸收水分会发生膨胀，尽管这一过程比较缓慢，但最终将造成混凝土楼板的裂缝。
4、水灰比、塌落度过大，或使用过量细砂。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水泥等胶凝材料计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水
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泥、外掺混合材料外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的细砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝，泵送混凝土为了满足泵送的条件：塌落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少，砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。
（二）施工方面
在钢筋混凝土现浇楼面板的裂缝中，较多原因是由于在施工方面的原因引起的。
1、模板支设不牢引起的裂缝。模板的制作和安装质量对于保证钢筋混凝土结构和构件的外观平整、几何尺寸的准确以及结构的强度和刚度等起着重要的作用。在施工中，若模板立柱支于土质松软的土层或支于未经处理的回填土上，在施工荷载的作用下往往会引起模板立柱下陷造成钢筋混凝土裂缝。另外由于模板的支撑在施工工程中未满足足够的刚度和稳定性，从而在施工荷载的增加中使模板下塌及炸模等也会造成砼裂缝。
2、钢筋配置位置不当的裂缝。在钢筋混凝土结构中，钢筋配置位置是否正确直接关系到结构的强度、刚度和裂缝的宽度。如现浇板的钢筋位置不正确；负弯矩钢筋放置在板的下方；板的上层钢筋在施工人员的踩踏后就弯曲、变形、下坠；上层钢筋网的钢筋小撑马间距设置过大、甚至不设，会使上层钢筋跟下层钢筋重合等，从而使板在支承边附近普遍发生裂缝，严重的甚至使板有折断的危险。
3、施工质量粗糙、低劣引起的裂缝。工程施工必须严格按施工规范要求进行操作、按施工图进行施工。但某些施工单位，尤其个人承包商，为了眼前一时利益，不按规范要求而是粗制滥造，甚至偷工减料施工，有的施工人员总认为板的支座筋可以减少，从而少放甚至不放，现浇板的厚度也远远达不到设计要求，给工程质量带来了严重隐患。
4、施工材料堆放不当引起裂缝。在目前的施工过程中普遍存在质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5-7天左右一层，最快时甚至不足5天一层，因此当楼层砼浇筑完毕后未达到24小时养护时间，就忙着
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进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动。将材料堆放在楼面上，会使没有达到一定强度的楼面在受到材料吊卸冲击振动荷载的作用下引起不规则的受力裂缝，而这些裂缝一旦形成就难以闭合，形成永久性裂缝。
（三）温度和湿度的变化
温度和湿度的变化引起混凝土中产生的裂缝，是大体积混凝土中发生主要因素。
混凝土硬化期间水泥放出大量水热化热，内部温度不段上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
根据温度应力引起的原因可分为两类：
（1）自生能力：没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面的温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
（2）约束能力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而一起的应力，如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土；这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用；想要根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算，混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。
二、控制措施
（一）混凝土原材料质量方面
1、材料选用
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水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。 进场时应对其品种、级别、包装或批次、出厂日期和进场数量等进行检查，并应对其强度、安定性及其它必要的性能指标进行复验。
粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。
外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善砼工作性能,降低用水量, 减少收缩。
商品砼采用信誉好、质量有保证的厂商提供的产品。施工单位在订购商品砼时应根据工程的不同部位和性质对砼品质提出明确要求，不能因追求低价格忽视砼的品质。
2、配料
配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。禁止任意增加水泥用量。配制砼时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的砼必须重新拌匀后,方可浇筑。
（二）施工方面
1、加强模板的检查。模板的支撑在施工前应先将地面土进行处理，以保证立杆支撑在施工时不会下陷。模板和支撑的选用必须经过计算，除满足强度要求外还必须有足够的刚度和稳定性；边支撑立杆与墙间距不应大于300mm，中间不宜大于800mm。在砼浇筑前，质检人员应按规范要求对模板支撑、尺寸等逐一检查，在拆模时，砼强度应满足规范的要求。
2、加强成品钢筋的保护措施。在楼面钢筋绑扎完毕、砼开始浇筑前应加强对成品钢筋网片的保护，可采取下列综合措施加以解决：尽可能合理和科学地安排好工种交叉作业时间，在钢筋绑扎后，线管预埋和模板封气囊收头应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
3、在楼梯、通道等频繁和必须通行处应搭设（或铺设）临时的简易通道，
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以供施工人员通行。
4、安排足够数量的钢筋工在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处，应重点整修。
5、加强对职工的思想教育及技术培训。我国现阶段建筑工人基本以农民为主，他们有部分人员没有大局观念，只片面地追求完成的工程量，而忽视工程质量，这就要求施工单位对相关人员在上岗前进行技术培训及思想教育，从而使他们在施工过程中能严格按施工规范及图纸进行施工，以保证工程质量，并且施工单位要加强施工现场的技术管理。
6、加强后继施工管理。在楼面砼浇筑完成后要确保砼获得最起码的养护时间，当砼强度小于1.2Mpa时，不应在上面进行后继施工，要科学安排楼层施工作业计划。在楼层砼浇筑完毕的24小时以前，可限于测量、定位、弹线等准备工作，不允许吊卸大宗材料，避免冲击振动；24小时以后，分批安排吊运少量小批量的柱筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减少冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼面的模板正常支模施工。在模板安装时，吊运（或传递）上来的材料应做到尽量分散就位，不得过多地集中堆放，以减少楼面荷重和振动。
（三）温度和湿度的变化
混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，应降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
1、控制温度的措施如下：
（1）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；
（2）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； （3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热； （4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
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（5）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；
（6）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；
2、改善约束条件的措施是： （1）合理地分缝分块； （2）避免基础过大起伏；
（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；
三、混凝土裂缝修补
混凝土裂缝修补前，应对其成因进行研究，若是由于承载能力不足引起的裂缝，除应选择相应的方法进行修补外，尚应选用适当的加固方法进行加固。
（一）、修补设计
修补设计原则上应根据是否需要修补及补强加固的判定结果，进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计，更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。
进行修补设计时，应考虑如下事项：
（1）根据是否需要修补的判断结果，设定修补范围及规模，还应按需要再度调查现场。
（2）掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等)，建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。
（3）为了明确规定修补目的及恢复目标，考虑环境条件，选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法，可按开裂现场及开裂原因决定。另外，当构筑物处于盐类等苛刻环境时，应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能，裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝，则宜在裂缝最宽时处理。
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（二）修补方法
1、表面修补法
（1）利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度ω≤0.2mm）或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃丝布，表面缝合等。
（2）涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。
（3）增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多， 分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。
2、局部修复法
（1）充填法
用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。
（2）预应力法
用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力。
（3）部分凿除重新浇筑混凝土
对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，
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浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。
3、灌浆法
将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加强度。
4、结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
5、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。
6、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。
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四、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，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。虽然混凝土裂缝产生的原因很多，现在对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但只要严格按规范规定施工，认真积极的探索裂缝产生的原因，及早采取相应的预防措施，就能有效地控制混凝土结构的裂缝，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。
混凝土结构裂缝修补工法多种多样，对于混凝土产生的裂缝，我们不能只知其
一、只用其一，而应牢牢掌握每一种方法，以一变应万变，做到根据不同情况采取不同方法，切实从每一个环节入手，做好过程控制，完善施工手段，确保施工质量，尽量实现修补最优。
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