混凝土裂缝成因及处理

2019-11-28石重贵

建材发展导向 2019年3期

石重贵

（北京筑都方圆建筑设计有限公司，北京西城 100035）

近年来，混凝土在广泛使用过程中发现了一个明显的问题就是混凝土裂缝。在施工与使用过程中，混凝土结构在多种因素的影响下，出现了裂缝，这不仅影响建筑物的美观，同时还影响其耐久性与使用功能，破坏了结构的整体性，降低了刚度，甚至会缩短建筑物的使用寿命，因此不可忽视。

1 混凝土裂缝的形成

混凝土材料是由水泥浆体硬化之后的水泥石、石骨料以及砂组成。由于组成材料在收缩时性能不一致，骨料的存在会影响水泥浆体的收缩，这样的约束会导致混凝土内部硬化后，在水泥浆体与骨料的粘结面出现裂缝。一般来说，混凝土微观裂缝是其固有的，在不大的外力与变形作用下，其本身都是处于稳定的。当外力或者是变形作用较大的时候，这一部分粘结面裂缝就会出现一定的发展，当外力持续增大，微裂缝直接穿过硬化之后的水泥石，逐渐形成在宽度0.05mm以上的宏观裂缝，而对于宽度0.05mm以上的裂缝就属于可见工程裂缝[1]。引起裂缝的外部条件可以分为荷载作用和间接作用。

1.1 荷载作用

荷载作用引发的裂缝称之为受力荷载，也可以称之为直接荷载。在外界荷载作用下，在构件的内部会产生各种内力。当结构承载受力时，应力场之中的主拉应力超出抗拉强度，在垂直于主拉应力方向，其混凝土就会产生裂缝。因为受到的荷载形式多种多样，其产生的裂缝形态也是多种多样的。部分裂缝形态以及过大的裂缝宽度，代表其结构抗力存在消耗，也可能是破坏出现的征兆，从而引起注意。

1.2 间接作用

由非荷载性质的间接作用造成的裂缝属于非受力裂缝。这一种裂缝当受到各种非荷载外界作用下，就会出现混凝土内部强制变形的问题。当超静定结构处于受约束状态，混凝土内水泥胶体结晶凝固为水泥石的收缩过程，混凝土在温度升降变化时体积的膨胀或收缩过程，地基的不均匀沉降造成的位移差异，结构体型的设计不合理造成结构刚度突变，以及施工过程中对大体量混凝土结构不分期、分段直接浇筑等等，这些由于收缩、温度、强迫位移、涉及、施工等间接作用都会产生内部拉应力（或应变），这对于抗拉能力很低的混凝土，就很容易产生裂缝。

2 影响裂缝的因素

造成裂缝影响的因素较多，一般来说，影响混凝土裂缝的因素大体可以分为设计、材料、施工、使用四个方面。

2.1 结构设计相关

超过设计荷载范围，或者设计没有考虑到的作用；设计构件截面尺寸不足的问题；温度应力以及混凝土本身的收缩应力实际估计不足。

2.2 原材料及配合比

水泥出现了非正常的膨胀或者是凝结；骨料之中的含泥量偏大、水泥出现了水化热、混凝土出现了收缩；混凝土本身的配合比无法满足实际的要求；掺合料、外加剂等使用不当。

2.3 施工质量

在施工环节，搅拌不够均匀，或者是搅拌的时间不够；在振捣过程中，出现过振或者是漏振的情况；钢筋保护层的实际厚度无法满足要求；模板拆除过早，或者是模板使用不当；在硬化之前，受到意外的扰动或者是承受了一定的荷载；针对施工的养护措施制定不当或者是养护不够及时；混凝土表面的抹压不够及时；环境条件出现了变化，温度湿度无法与施工要求相互的匹配[2]。

2.4 使用状态

在建筑物使用阶段，由于使用功能和环境条件改变，产生的裂缝。使用时超过设计荷载，擅自改变结构用途，改造结构形式等引发的安全隐患及裂缝。由于用途改变，造成环境变化，以及结构长期使用而未进行定期检查维护，环境侵蚀引起的裂缝，在实际的施工环节，混凝土本身出现裂缝很少是因为单一的因素引起的，其一般都是多因素的相互作用造成的。

3 混凝土结构裂缝处理

不同原因引起不同性质的裂缝。根据裂缝的特征、产生原因、发展趋势、对结构性能影响程度，采用不同方法对其进行处理。常见处理方法分为以下几类。

3.1 表面处理

该方法适用于轻微裂缝（一般宽度小于0.2mm）。轻微裂缝也为无害裂缝，对结构安全、耐久性不造成影响。简单进行表面处理和一些掩饰手法就可以。表面处理一般施工方法为：用钢丝刷清除混凝土表面附着物；用水冲洗干净后充分干燥；最后用涂刷材料充填混凝土表面裂缝。此外，也可以采用后浇混凝土掩盖、表面抹灰装修、清水表面处理、建筑手法处理等方法掩饰结构裂缝。

3.2 填充处理

该方法适用于不影响安全和使用功能的较宽裂缝。实际结构中，绝大多数的可见裂缝均属此类。对这类裂缝，仅做修补即可。具体做法是沿着裂缝处凿开混凝土，并在该处充填修补材料。沿裂缝剔凿宽度和深度约为40～60mm凹槽，凹槽可以V形、U形，在开槽处填充密封材料、柔韧性环氧树脂及聚合物水泥砂浆等材料填塞、抹平，以此修补裂缝。当钢筋已经腐蚀时，应先将钢筋除锈处理后再做填充。

3.3 压力灌浆

对于已构成严重缺陷裂缝，或宽度超过限值，但尚没有构成安全性问题的裂缝，可采用压力灌浆处理。该方法利用压力将环氧树脂或其他低粘度粘结材料注入到裂缝内部，从而消除裂缝。对于宽度较大，而且较深的裂缝，尤其是贯通裂缝或混凝土破碎裂缝修补，压力灌浆都比较适用。该方法可以消除结构深层次的裂缝，粘结弥合被裂缝分割破碎的混凝土，达到密实混凝土的目的。