混凝土裂缝的成因及防治措施

□李 昀 □李印芝（睢县水务局）

一、塑性干缩裂缝

（一）现象

塑性干缩裂缝一般在混凝土硬化前，出现在构件的表面，缝宽0.05～0.2mm，裂缝短而粗，断续无规律，有时呈龟裂状，缝裂到钢筋为止。

（二）原因分析

塑性干缩裂缝是由混凝土表面失水过快引起。在高温、干燥、大风的天气下，新浇筑的混凝土构件的表面蒸发率大于泌水率，由于表面失水过快，塑性混凝土在表面收缩和内部约束的作用下，薄弱的硬结表面就会产生拉应力，造成开裂。体表比值小的构件，由于混凝土中的水分容易蒸发，容易出现干缩裂缝。配置混凝土时水泥的用量多、用水量大或水泥收缩率大，会增大混凝土的干缩值。忽视对新浇混凝土的遮盖、挡风和湿养护，也是造成塑性干缩裂缝的主要原因。

（三）防治措施

配置混凝土时，要严格控制原材料的质量，选用合适的水泥品种和标号，级配良好的石子和粗、中砂，以及合适的外加剂，严格按配合比计量，控制加水量，搅拌均匀。混凝土浇筑时，必须正确掌握振捣技艺，混凝土初凝后进行二次拍实抹平，并及时用潮湿材料覆盖，使其保持湿润≥7d。此外，也可喷洒养护液、覆盖塑料薄膜封闭或蓄水养护等方法，防止混凝土水分蒸发。混凝土的塑性干缩裂缝虽然对结构强度影响不大，但裂缝深度达到钢筋面时易使钢筋锈蚀，且影响构件观感。可用钢丝板刷或平板砂轮机磨除水泥结膜和进行毛化处理，扫刷冲洗干净，随即用聚合物1∶1水泥砂浆刮平抹实，湿养护7d。

二、材料离析沉缩裂缝

（一）现象

混凝土浇筑成型后2～3h，一般在梁的表面产生沉缩裂缝，裂缝分布规则，从表面上看，上口张得很大，裂缝一般不深，直至箍筋面。

（二）原因分析

沉缩裂缝一般产生在初凝后、终凝前，沉缩量为构件厚度的1%。在沉缩过程中由于混凝土组成材料的颗粒大小和密度不同，沉降速度不同。材料下沉不均匀，粗骨料下沉快，如遇到钢筋、模板的阻碍，则受阻上方会发生裂缝。

（三）防治措施

配置混凝土时，要选择合适的配合比和水灰比，骨料的级配应达到要求，必要时，采用减水剂，使混凝土的坍落度满足施工要求。为防止新浇混凝土构件产生裂缝，应掌握正确振捣方法，不漏振、不多振，确保构件混凝土均匀密实，待混凝土初凝时还应进行二次振捣，终凝前压实抹平。做好混凝土的夏季防晒和冬季保暖工作，及时覆盖，湿养护≥7d。当发现已浇筑的混凝土构件出现裂缝时，可用钢丝板刷将表面水泥薄膜刷除，扫刷冲洗干净、晾干，随即用聚合物水泥砂浆（107胶∶水∶水泥∶砂=1∶4∶10∶10）搅拌均匀后刮平抹实，湿养护7d。

三、水化热温度裂缝

（一）现象

多发生于厚大混凝土构件，一般与构件截面垂直，裂缝深浅不等，有时仅位于构件表面，有时则贯通整个截面，危害较大。

（二）原因分析

结构断面最小尺寸在800mm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与环境气温之差预计超过25℃的混凝土构件，称之为大体积混凝土构件。此类结构由于承受的荷载大，整体性要求高，往往不允许留设施工缝，由于混凝土量大，浇筑后，水泥水化热聚积在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，膨胀大，而表面散热较快，膨胀小，受内部约束产生拉应力，若温差过大时拉应力超过混凝土极限抗拉强度限度时，便产生裂缝。另外当混凝土内部逐渐冷却而收缩时，受基底模板或已浇混凝土的约束，接触处也将产生很大的拉应力，超过限度，混凝土便发生开裂。

（三）防治措施

要避免和减少混凝土水化热温度裂缝的出现，在配置混凝土时，可选用水化热较低的矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，掺入适当的缓凝剂。选择合理的砂石级配，尽量减少水泥用量，减缓水化热发生速度。浇筑混凝土时要降低浇筑速度分层浇筑，减少浇筑层厚度。尽量避开炎热季节施工，采取人工降温措施，如砂石堆场加设遮阳棚，喷地下水降温，搅拌用水加冰降温等，使混凝土的入楼温度控制在28℃以内。留设测温孔，定期测定浇筑后混凝土的表面和内部温度，控制内外温差不超过25℃。混凝土水化热温度裂缝的处理，应在观察裂缝已经稳定后，将裂缝扫刷干净，用压力水冲洗并晾干。当裂缝＞0.5mm时，可采用水泥浆压力灌浆法，将缝隙灌满，待初凝时压嵌密实。裂缝＞0.05mm时，须采用环氧树脂灌浆液灌注、封闭，如构件有防水要求时可用氰凝灌浆液灌注缝隙。

四、后期干缩（温变、干湿交替）裂缝

（一）现象

裂缝多出现在梁、板结构的较大受力处，如梁腹部、板中央等，裂缝呈枣核状，两头窄、中间宽，一般是表面的。

（二）原因分析

裂缝是因为钢筋在承受温度应力与收缩应力时所发挥的作用截然不同所致。温度变化时，钢筋与混凝土基本上是同步变形，产生的内应力很小，但在混凝土收缩时，钢筋不变形，并且阻碍混凝土的收缩变形，使混凝土内收缩应力增加而产生裂缝。当混凝土浇筑后长期处于干燥状态，构件混凝土毛细孔中的自由水，在1个月左右的干燥蒸发中会产生毛细变形收缩。若继续干燥，则开始蒸发物理—化学结合的吸附水，引起水泥石失水压缩，产生吸附收缩而开裂。在混凝土的各种强度中，抗拉强度最低，仅为抗压强度的7%～11%。构件在碳化、温变、失水综合作用下体积收缩，又受到内部钢筋的约束和外部两端的嵌固约束应力，当应力超过混凝土的极限时，就会产生裂缝。

（三）防治措施

配置混凝土时，选用普通硅酸盐水泥和级配好、密度大的石子，对胶凝体的收缩将起控制作用。尽量减小水灰比，减少用水量能减少干缩率。在结构允许范围内，配筋宜采用直径细、根数多的方法，可减少干缩率。混凝土浇筑完成后，应认真养护，做到湿养护早、湿养护勤、湿养护够，一般＜7d。这是延缓干缩裂缝的主要措施。混凝土后期干缩裂缝的处理应在裂缝基本稳定时，选择气温比较低的时间，采取灌浆法，即用水泥浆或环氧树脂浆等浆液灌注封闭处理，将裂开的混凝土重新组合成整体，恢复原有的功能。

五、支撑下沉和模板变形裂缝

（一）现象

混凝土硬化过程中，支撑和模板松动或变形都容易引起结构沉降裂缝，缝比较宽大，对结构强度和耐久性极其不利。

（二）原因分析

由模板和支撑支设或拆除不当引起的混凝土裂缝有以下几种情况。

1.立模板和支架前，没有根据工程结构型式和上部荷载的大小，按规范要求计算确定支架的用材规范和间距大小，而是盲目估计确定。造成施工时承载力、刚度不足的变形，致使新浇混凝土构件开裂，严重的还会发生坍塌事故。

2.立底层模板之前没有先夯实支撑下的基土相铺设垫层，则基土达不到持力层的标准；或土质干硬，在混凝土的浇筑过程中，基土被浇水、渗水淋湿后软化，在上部荷载的压力下支架沉降变形，造成混凝土构件变形而裂缝。

3.多层房屋施工时，上层模板的支柱立在下层新浇混凝土楼板上，造成楼板变形和裂缝，裂缝在楼板的底面宽、上面窄，跨中多、边上少。

4.底模和支撑拆除过早，造成构件承载力不足而变形和开裂。

（三）防治措施

确保模板和支撑有足够的刚度、承载力和稳定性；检查底层支撑下的基土质量，必要时重新夯实，加铺碎石垫层、扩大垫块面积，确保支架稳固；上层支撑立柱应对准下层的支撑立柱，并加铺垫板；严格控制底模和支撑拆除时间和顺序。

检查楼板下开裂处，立即加设支撑顶牢加固，防止楼板继续变形和裂缝扩大。待上层梁、板混凝土达到拆模强度后，拆除模板和支撑。卸除楼板上的荷载后，检测裂缝宽度，当裂缝宽度＜0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，可做封闭裂缝处理；当裂缝宽度＞0.3mm时，须加强观测，及时请设计、监理、质监等有关人员研究加固处理方案。