水泥砼裂缝成因及修复浅析

林 忠

广西壮族自治区都安公路管理局，广西 河池 530732

0 引言

水泥砼路面在当前路桥建设中广为使用，具有使用寿命长、耐磨度高、抗压性强、稳定性高等诸多优点，然而当前在施工不当和养护不及时等多方面因素影响下，路桥的水泥砼面会出现裂缝。砼作为非均质的一种脆性材料，由水泥、水和骨料等构成，还包括空隙中的气体，一定温度和湿度状态下，当混凝土发生固化后，其各种成分的体积变化并不相等，在这种力的作用下，会在产生细微的、不规则的、不连贯的裂缝[1]。这种裂缝的出现，会导致其抗压强度和结构稳定性等特性变差，并且小裂缝可能会发展为宏裂缝，该问题在近年来愈演愈烈，如何解决水泥砼裂缝问题成为路桥施工的一个重要技术环节。因此，对于相关工程技术和施工人员来说，掌握水泥砼裂缝产生的原因，分析其解决方法是十分重要的。本文针对水泥砼结构中裂缝，分析其产生原因和防治措施。

1 水泥砼裂缝产生原因

1.1 所用材料

1.1.1 水泥砼结构比例的变化

目前，大型工程中使用的水泥砼中，其设计所需采用的钢筋量逐渐增加，排布也更紧密。这造成施工上的困难，在施工时不得不采用大坍落度结构砼，而大坍落度的产生是以使用减少水泥砼中的粗骨料用量为代价的，细骨料和水泥用量比例的增大，所用水的增加，导致水泥砼固结中体积变化的稳定性变小，抗压强度等变弱，从而增加了裂缝产生的可能性。

1.1.2 水泥

水泥细度问题：水泥的细度趋于变高，有些水泥成品其颗粒非常集中，粗颗粒很少或几乎没有，事实上水泥中粗颗粒的存在对于砼的稳定性和减缓裂缝的产生都有很大的好处[2]，对混凝土的耐久性和防止裂缝产生都有很大的好处。然而随着标准对细度要求的提高，水泥越来越细，导致水泥砼容易在3d中出现裂缝，这主要是由于水泥溶于水后放热速度加快，温度急剧升高，外表面和内部产生极大的温差，从而出现内约束力，导致裂缝问题的加剧。同时高标号水泥的盲目使用，由于其特有的双掺技术，比如硅粉的掺用，技术不当的话也易导致裂缝的产生。水泥中C3S的含量高的话，也会导致水泥水化过程中发热过多，易产生裂缝。水泥与外加剂的不适应也易导致裂缝的产生，比如磺酸类外加剂。

1.1.3 水灰比

水灰比过大会对砼的强度产生重要影响，也是裂缝产生的主要原因之一。尽管随着科技的发展，高效减水剂的使用可以将水灰比降低到一定程度，但对于混凝土来说，用水量仍然相对过高，仍然极易导致裂缝产生。

1.2 施工工艺和施工环境

1.2.1 砼振捣工艺

施工中，振捣工艺不当也会导致砼产生裂缝，欠振和过振都是错误的方法。 一次下料过多，会导致振捣不实。板缝中漏出水泥，可能会导致砼中蜂窝的形成。

1.2.2 施工现场的风速

风速超过过大（一般为超过4级），会导致砼表面水分挥发过快，导致塑性裂缝的产生。特别是现浇结构，由于面积较大，浇注时间长，容易使裂缝问题变得严重，例如宽裂缝的产生。因此，施工人员有必要对施工日的风力状况进行提前了解。

1.2.3 施工现场环境温度和湿度

在高温环境中施工的砼，当温度骤降时，就会导致裂缝问题。例如夏天施工的砼到了冬天，可能会产生裂缝，在夏季问题则更为严重，昼夜温差增大，白天温度较高，夜晚温度相对较低，这种大温差就特别易使砼产生严重的裂缝。因此，将终凝时间选在当地最低温度可以有效防止裂缝产生，但是由于受到各种外界因素影响，往往很难做到。

1.2.4 采用泵送砼方式

施工现场采用砼泵，通过运输管道输送砼的方式逐渐被普遍采用，泵送砼可以减少人力、提高工作效率，节省时间。但是该方法要求砼具有一定的流动性，对骨料粒径的细度也有要求，以防止在管道中堵塞，同时水泥配比会增加，以及添加一些超细外加剂，这对于砼的强度和稳定性都是有不利影响的，特别是对于目前越来越大规模的路桥建设和城市高层建筑来说，需要考虑这一点。

1.3 化学反应导致砼裂缝

化学反应也可能会导致砼裂缝的产生，主要有以下几种方式：混凝土浇注后，砼内含有的碱和具有碱活性的骨料可能会发生缓慢反应，生成产物，达到一定时间后，产物会吸收水分发生体积变化，从而导致砼裂缝的产生；砼中含有较多的CaO，会和空气中的水反应，生成产物是体积增大，导致砼裂缝产生；砼中所含的钢筋抗氧化层过薄的话，会导致钢筋氧化，发生化学反应，钢筋锈蚀，砼体积膨胀导致砼裂缝产生；砼中含有的铝酸三钙遇到硫酸盐时，会产生硫酸钙沉淀物，导致砼体积变大，从而造成裂缝产生。

2 砼裂缝的预防和修复措施

2.1 提高砼自身的极限拉伸性能

砼的极限拉伸应变力较小，不利于其抗裂，当其抗压强度增大时，极限拉伸会增大，因此砼的极限拉伸值随着抗压强度的提高而有所提高，因此，提高砼的抗压强度可提高其抗裂性能。选用高标号的砼，其抗压强度较大；传统上添加卵石配制砼，但向砼中添加碎石等外加物，可以较快增大砼的极大拉伸；提高砼构成中骨料的粒径大小，可以提高砼的极限拉伸。

2.2 严格把关混凝土施工质量

对砼中水灰比和水泥用量严格把关，在砼路面施工时，将基层和模板等用水浇透，使其充分浸湿，防止其吸收砼中的水分，并且在砼浇筑完工后用潮湿的材料覆盖，特别是在高温时段，注意保湿；及时把握砼的切缝时间；添加减水剂，减少砼中水的比例；保证砼路面基层密度和强度足够高；在砼与模板之间涂抹脱模剂，减少两者之间的粘结作用。

2.3 砼裂缝的修复方法

2.3.1 翻补法

翻补法为传统方法，对于路面板断裂、板边板角的修补可采用此方法，将破损部分周围小块区域凿除，然后重新浇筑砼。但接缝处要注意防止水进入，可填灌。但该方法缺点是耗时长且浪费人力较多，修补代价高。

2.3.2 注浆法

对于由于砼路面和基层出现空层导致的裂缝，可以采用注浆法修补裂缝，在板块上钻孔，利用注浆泵注浆。该方法的整体性较好。

2.3.3 扩缝粘结修复法

该方法是将裂缝深度扩大之后用快速修补材料进行粘结修复。主要工序是：切割扩缝，翻挖和整理缝面，配置修补材料，浇筑修补，振捣抹平。

2.3.4 裂缝自修复技术

该方法是为新技术，指砼在内外条件的作用下，释放或生成物质进行自封闭，使裂缝愈合。目前主要有结晶沉淀技术，指在水的作用下，利用物理等原理使砼的细小裂缝进行自修复，主要是裂缝中的二氧化碳和水遇到水泥中的氢氧化钙会反应生成难溶物质碳酸钙。沉淀物在裂缝中聚积，由于化学粘结作用，裂缝会逐渐被修复；电解沉积技术，利用砼的导体特性（钢筋可看做阴极），水下的电极为阳极，在阴阳极之间通入直流电，砼表面和裂缝上会生成沉积物，如碳酸钙、氢氧化镁等。

3 结论

路桥建设中水泥砼的大量使用，使得人们对砼裂缝问题广为关注和研究，必须意识到砼裂缝是一个十分复杂的问题，它产生原因并不是单一的，是多因素影响的结果，设计到选材、设计、施工和养护等多个方面。建设者们应该本着负责的态度，在涉及到裂缝产生的各个环节，严格把关。在问题产生后，要及时解决，查清原因再解决问题，随着科技的进步和发展，在砼建设者们的集体努力下，相信混凝土裂缝问题终有一天会彻底解决。

[1]宗玉.水泥混凝土裂缝产生的原因分析及控制措施[J].考试周刊，2009(9)：194-195.

[2]杨文科.水泥混凝土裂缝产生的原因分析[J].混凝土，2004(5)：26-27.

[3]孟繁忠.水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施[J].华东公路，2000(2)：17-18.

[4]孙家瑛.水泥混凝土路面裂缝成因及预防治理措施[J].国外公路，1999，19(5)：21-25.