混凝土结构裂缝产生的原因及预防处理技术

王李忠

（甘肃第二建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730050）

1 引言

在中国近现代建筑的建造过程中，水泥是应用较为广泛的建筑建材之一。但是受到外界因素和自然环境条件的共同影响，混凝土结构的建筑物中发生裂缝的状况在不断上升。要减少此类状况的出现，就必须针对实际状况对混凝土构件裂纹情况进行实地考察和研究，最后得出合理的解决办法，从而提高建筑物的稳定性和安全系数。

2 混凝土结构出现裂缝的常见原因

2.1 材料原因

在建筑材料方面，主要有两种因素，包括建筑材料的品质和建筑材料的配比。如果建筑材料质量不高，达不到施工使用规范的话，就会造成砼构件的结构密度出现破坏，所产生的结构瑕疵也会比较明显。由于不同类型的建筑物所需要的材料配比也有所不同，如果不严格根据材质要求进行设计的话，建筑物的结构稳定性也会受到一定影响，从而形成了裂纹。例如对水泥进行挑选，要结合施工地点的环境，根据现场的温湿度选择性能符合的水泥，而在挑选砂石时，则要掌握挑选砂石的粒径，保证其质量和比例达标。

在材料应用方面，在使用过程中，拉力问题是混凝土结构一定会产生的问题。一般情况下，建筑的力学问题都是处于一种平衡状态。如果有外界环境的影响，例如温度、湿度等，结构的抗拉能力就会下降，而在此时，一旦拉力继续增加的话，也会产生很大的裂缝。

2.2 设计原因

设计不合理是建筑产生裂缝的比较常见的原因，其中包括整体结构不合理，支撑建筑的承重等方面。由于施工前期没有对当地的地理、环境等做出科学的调研和实地考察等，没有把各种外界条件考虑到施工中去，导致在施工中出现一系列的问题等，这些都是整体结构设计问题所产生的后果。另外，承重柱荷载相差甚多，致使受力不均，而楼板在受力不均匀的情况下，会产生沉降，更加加剧了受力不均的问题，使某个及某几个承重柱的使用寿命迅速下降，然后逐渐加速结构零件的老化现象，从而导致混凝土结构出现裂缝。

2.3 施工原因

混凝土浇筑阶段是在施工过程中极易产生裂缝的，在此过程中，板顶标高控制问题是施工人员很容易忽视的问题，如果在此阶段并未及时准备相关的技术和防护措施的话，就不能有效保护钢筋。振捣不足、浇筑不到位、保护结构层厚度过高等，也是混凝土出现裂缝的施工原因。另外，施工进度问题也会引发各种问题，如果一些施工队为了赶工期，节约时间、节省成本的话，很可能部分施工承包方会采用提前拆模的方式，把混凝土浇筑时间进行大量的缩短，致使混凝土结构容易产生裂缝。

2.4 荷载及外界原因

荷载问题的产生，主要是由于周围温度变化比较大时，钢筋表面受到大力的作用，产生裂纹。但是，此时的裂纹还不能影响到其抗拉效果。而随着受力体积和压强的进一步扩大，砼保护层也将发生强烈的热剥离现象，一般在此情形下，砼结构裂纹还会进一步扩散，并随45°转角方向而继续扩散，最后形成威胁混凝土结构强度与建筑使用安全性的大型裂缝。

装修问题也有很大的影响，在部分建筑的装修过程中，要求相关技术人员要充分了解建筑物，而如果前期准备工作做得不够充分，为了提升装修的美观等效果，而忽视了重要因素，例如除去了建筑承重墙，结果就会导致建筑结构稳定性大大下降。不仅如此，随着建筑的不断增加，施工人员为了缩短工期，就会产生不断的暴力装修等问题，严重损坏了建筑的内部结构，从而降低了建筑的使用寿命。自然灾害的发生，这也是建筑结构产生裂缝的主要原因之一。同时，一些人为原因，例如火灾等，也会加速裂缝的产生。

2.5 养护与管理原因

由于建筑成本的增加，使得建筑工程在之后的使用过程中，人们开始逐渐重视建筑的后期管理等问题。一般建筑物只能使用50年，在之后的架构裂缝现象就会产生。一旦裂缝产生，而且未能在短时间内得到及时的修复和处理，那裂缝就会变得越来越大，同时也会越来越深，给建筑的使用带来巨大的安全隐患。

而部分地区由于经济等问题，建筑管理部门没有足够的资金以及人力、物力等，导致建筑的养护与管理不够上心，后期，万一发现问题，施工人员也不会及时解决裂缝等结构问题。这样不仅使结构问题越来越严重，而且后期解决起来也会更加麻烦。

2.6 结构裂缝原因

现浇楼板的强度如不合格，在即使可以满足施工建筑的技术标准状况下，也无法满足建筑物的安全使用标准。这将会使施工建筑物处在一种比较危险的环境中，造成建筑裂纹的形成。建筑物若在设计与施工的过程中没有同时达到施工规范与安全标准，就会造成越来越多的裂纹，建筑业也愈来愈不合格。

2.7 应力裂缝原因

由于混凝土结构的收缩，会产生应力裂缝。混凝土结构在建筑施工中得到了普遍的应用，但是，有的地区昼夜温差大，在白天水分蒸发会特别快，使混凝土逐渐硬化。混凝土结构一旦受到水分蒸发的影响，就会改变现浇板的受力，那么，长此以往，结构就会逐渐产生受力不均衡的情况，承压力较大的位置就会出现裂缝，并且不断向建筑四周扩散，导致裂缝面积越来越大。

2.8 温度应力裂缝原因

温度的变化也是裂缝产生的主要原因之一。温度因素可以影响结构的很大部分，例如其中的水分和散热性。混凝土遵循热胀冷缩的理论，如果温度一直处于上升阶段，混凝土就会发生膨胀，而结构内部中的热量不能尽可能多的排出，从而导致结构会一直处于高温的状态。混凝土内外部的温度都发生改变，当达到某一个最高点时，混凝土结构就开始不断产生干裂等情况，使其表面变硬、变脆，极大地降低了结构硬度，产生变形。这时，一旦给结构一个外力，便会因为这个外力的强度超过混凝土本身的抗拉强度，从而产生裂缝。

2.9 干缩裂缝原因

在混凝土结构外层表面，主要会发生干缩裂缝。由于建筑长期暴露于阳光之下，会使外部不断出现掉皮现象，从而提升了裂缝产生的概率，这就是干缩裂缝的形成过程。一般来说，在早期，干缩裂缝都是比较浅，一般不会影响到混凝土的整体结构。随着天气原因，雨水会不断对干缩裂缝进行腐蚀，从而减低了其结构的稳定性。另外，结构的抗腐蚀性水平也受到了极大的影响。

3 混凝土结构裂缝的防治措施

3.1 材料方面

材料会对混凝土结构质量产生直接影响，要合理设计和调节混凝土比例。水灰比大小必须要合理，并且，先要提高建筑的强度满足要求，才能降低混凝土用量和绝对使用量；另外，由于碱水剂具有减少水灰比的功能，在保证强度要求的前提下加入减水剂，才能合理地减少水泥的单位使用量，进而减少水泥在硬化后的整体收缩值。减少水泥用量是为了能够灵活控制温度，同时也能够有效缩减需要的成本费用。

3.2 设计方面

要科学设计混凝土结构，其决定了混凝土结构的整体质量。采用双面配筋的话，可以最大程度地减少开裂。使用细直径螺纹钢筋可以增加其紧握力。另外，设计也要在顾及美观的同时，一定要保证建筑的安全性、稳定性等原则，不能为了美观就随意修改结构建筑。

3.3 施工方面

要准确放置钢筋，做好控制工作。一旦施工人员不小心踩到板的上部负筋，或是浇筑卸料时高度不当，就会对负筋产生一个冲击，使负筋下沉。降低了负弯矩抗力，部位会产生裂缝。所以，混凝土在进行浇捣时，施工人员应采取及时有效的措施，保持住钢筋的位移或者不动，保证保护层厚度要适中，不能过大，也不能过小，使位移一定要控制在一定的范围内。如果出现钢筋位移变形，要及时采取手段进行修复，保证模板构造隔离。

3.4 对力学裂缝的防治措施

填充方式能够有效防止力学裂纹。首先，要确定实际的应用标准，准确判断裂缝的特性，而一旦超过了力学性裂缝标准的，则需要一同采用等比例的填充料。然后，根据裂缝的大小，来确定基本情况，这样能便于准备下一次的修补工作。而最后就是把填充料紧压于裂缝内，使其在裂缝表面产生一定的摩擦力，以平衡填充材料。

而充填法实际上并不适用于所有的动力学裂纹，因为相对于尺寸和长度都较小的裂纹，也无法通过充填法加以解决，反而应该通过表面法解决。如裂隙深度较浅，但未发生渗漏的情形，也可通过表面法加以解决，一方面可合理控制对裂隙的防治和管理成本，另一方面又可减少对资源的耗费。如此，就可使裂隙管理技术实现对症下药。

3.5 对收缩裂缝的防治方式

对收缩裂纹，预防方法采用调节水泥与混凝土的比例来进行。在水泥施工过程中，确定其强度和使用性能的，并非混凝土材质和混凝土自身的特性，而是水泥与混凝土二者的比例。要避免砼构件产生裂纹，必须在砼施工过程中进行配比工作。如此可以提高砼品质。进行防晒，也是保证质量的关键一步。上述步骤，可以最大限度避免使用过程中出现收缩性裂缝。

3.6 对温度裂缝的防治措施

有效防止温度裂缝，一般采用在混凝土材料中加入粉煤灰的方式。过程中控制好用量，保证各种材料保持在一个相对平衡的范围。粉煤灰的作用是能够稳定建筑结构，并且其中的物质能够降低温度对结构的不良影响，降低水分蒸发，从而减少裂缝的产生。

3.7 养护与管理防治措施

在使用混凝土结构搭建的建筑过程中，要安排专业人员定期对结构进行严格的检查。若是在其中发现问题，要及时采取相应的处理措施，以防混凝土结构产生裂缝。另外，在检查混凝土结构时，要随时记录好所有的基本情况，对相关问题进行及时的反馈，以便于后期处理，另外，还要做好后续工作的备案，便于再次出现此类情况时，能够便于人员进行查阅和借鉴有关情况，做好混凝土结构产生裂缝的防治工作。

4 混凝土裂缝的处理措施

表面修补法：这种修补方法比较常见，比较适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝、深进裂缝的处理。一般可以采用以下三种措施：一是在裂缝的表面涂抹水泥浆，再或者可以在混凝土表面涂刷油漆等防腐材料，三是在裂缝表面粘贴玻璃纤维布等，这样能够有效避免混凝土扩大裂缝的范围。

填充法：如果要补比较宽的裂缝的话，可以选择使用材料，直接将裂缝进行填充，方便简单，费用低。如果要填充比较浅的裂缝，或者是小型裂缝的话，可以开“V”形槽，进行填充处理。

嵌缝封堵法：灌浆法的适用范围更加广泛，对于一些细微裂缝或者是大裂缝都可以采用此方法，并且最后的处理效果也比较好。其处理步骤是，首先对裂缝进行凿槽，其次在槽中开始嵌填材料，例如塑性或是刚性止水材料，以此把裂缝封闭起来。

结构补强法：一旦裂缝已经影响了混凝土的结构时，一般都会采用补强法。

5 工程案例分析

某市5#、6#楼工程，结构型式采用框架——剪力墙结构。本工程 1～2层梁板C30、墙柱混凝土强度等级为C40。工程一、二层梁板、墙模板拆除后，发现部分剪力墙和梁出现裂缝。

从剪刀墙和梁中产生的裂缝特征中进行分析和探究，究其原因，主要是由于混凝土干缩所致。由于强度等级高，施工是在高温夏季，施工中缺乏采取相应有效措施来降低混凝土中产生的水化热以及混凝土界面上的气温，致使混凝土中的水分被模板吸收和蒸发掉，使混凝土表面出现干缩裂缝。

之后采取了相关措施，采用环氧树脂，对裂缝进行封闭处理。裂缝的宽度、长度在封闭前继续进行观测，裂缝无继续发展。最后对稳定的裂缝，采用化学灌浆进行处理，恢复梁和剪力墙的整体性及使用功能，防止了钢筋锈蚀。

6 结束语

综上所述，混凝土材料作为建筑工程中使用的最多的材料，也愈发得到广泛的重视。而外界环境的变化及多种因素都是能够导致混凝土结构产生裂缝的重要原因，一方面，建筑管理部门可以加大管理力度，另一方面，施工人员可以通过采取严格有力的防治措施，避免混凝土结构裂缝的产生，并解决此类问题，使建筑结构更加安全和稳定，从而有效保障建筑行业的发展。