浅谈混凝土裂缝

罗赣东

摘 要：根据本人多年的现场观察以及通过查阅有关混凝土内部应力相关方面的专著，对混凝土裂缝产生的原因，现场混凝土裂缝的预防和处理的措施等进行阐述。

关键词：混凝土；裂缝；预防；处理

一般工业及民用建筑中，宽度小于0.05mm的裂缝对使用（防水、防腐、承重）都无危险性，故假定具有小于0.05mm裂缝的结构为无裂缝结构，所谓不允许裂缝设计，也只能是相对的无大于0.05mm初始裂缝的结构。

可以认为，混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的，所谓结构的抗裂质量只是把裂缝控制在一定的范围内而已。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝。

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，根据笔者的经验和国内外的调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的约占80%以上；属于由荷载引起的约占20%左右。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，由于受到基础或老混凝土的约束，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。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。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6~1.0）×104，长期加荷时的极限拉伸变形也只有（1.2~2.0）×104，由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土中是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 裂缝的控制措施

2.1 裂缝控制的设计措施

增配构造筋提高抗裂性能。薄壁结构（壁厚200~600mm）如墙、板、梁等，采取增配构造钢筋，使构造筋起到温度筋的作用，能有效地提高抗裂性能。

配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用直径8~14mm的钢筋和100~150mm间距是比较合理的。

全截面的配筋率不小于0.3%~0.5%之间。

受力筋能满足变形构造要求的，不再增加温度筋；构造筋骨不能起到抗约束作用的，应增配温度筋。

避免结构突变（或断面突为）产生应力集中。当不能避免断面突变时，应作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，同时加配钢筋。

控制应力集中裂缝。工业与民用建筑的各种底板、立墙、顶板以及地下箱形基础和其他特殊构筑物都可能遇到各种形状的孔洞。如圆形的、方形的、矩形等等，还有一些结构在长度方向遇有断面突变的情况。在孔洞和变断面的转角部位，由于温度收缩作用，也会引起应力集中，导致裂缝的产生，这是结构裂缝的常见现象。目前主要是采取有效的构造加强，有两种有效办法：是转角或圆孔边作构造筋加强，转角处增配斜向钢筋或网片。是孔洞边界设护边角钢，即使是很小的角钢（如边宽50mm）也可起到良好的抗裂作用。角钢配在孔洞所在转角边界。如某车间箱形基础顶板孔洞作了护边角钢以后，均未发现应力集中裂缝。圆形大体积基础上边缘宜配置环形护边钢板（500mm×9mm）。

设置“暗梁”。水池类现浇混凝土结构一般厚度不大（300mm×500mm），高度也不高，池壁高在4 ~5m以上，这类结构最容易从池壁的上部出现边缘效应引起的裂缝，裂缝上宽下窄。为此在水池纵、横断面的四角，以及施工缝上、下，各配4￠16~￠22的钢筋予以加强，称这些部位为“暗梁”。这样处理以后，易裂的薄弱部位含钢率增大，混凝土的极限伸提高，结构抗裂性得到增强。

从构造上提高混凝土的极限拉伸及抗拉强度可以有效地提高“抗”的作用。

“后浇缝”和“跳仓打”是一个道理，可控制施工期间的较大温差与收缩应力。

以预防为主。在设计阶段就应考虑到可能漏水的内排水措施以及施工后的经济可靠堵漏方法，这才是较为合理的裂缝控制原理。

2.2 裂缝控制的施工措施

严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确配合比。严格控制水灰和水泥用量。选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度，精细骨料的含泥量应尽量减少（1%~1.5%）。

在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，混凝土的浇灌振捣对混凝土密实度是很重要的，最宜振捣时间5~15s。浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。

相对大块式、厚壁的混凝土工程，控制裂缝的主要因素是水化热降温引起的拉应力，所以必须尽可能减少入模温度，薄层连续浇筑，随后采取保温养护，以减少内外温差。很重要的一环是缓慢降温，越慢越好，为混凝土创造充分应力松弛的条件，与此同时还要使混凝土保持良好的潮湿状态，这对增加强度和减少收缩是十分有利的。

对于薄壁结构，裂缝的主要因素是收缩，所以应分层散热浇灌，其后保湿养护很重要，无须专门的保温。预防激烈的温度变化与湿度变化对控制裂缝是有利的。薄壁结构中要设法保证混凝土浇灌振捣的密实性。

混凝土楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后，对板面应及时用材料覆盖、保温，认真养护，防止强风和烈日曝晒。

严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

施工后浇带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形。

3 裂缝的处理方法。

对于一般混凝土楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。

其它一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用１：２或１：１水泥砂浆抹缝，压平养护。

当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用１：２水泥砂浆抹平，也可以采用环氧胶泥嵌补。

当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进行静载试验，检验其结构安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。

通长、贯通的危险结构裂缝，裂缝宽度大于０.３mm的，采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。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。