浅谈混凝土结构常见裂缝问题分析与防治

张平

摘要：大量的工程实践和理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(缝宽<0.5ｍｍ),一般对结构的使用无大的危害,允许其存在。有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下,不断产生和发展引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制, 因此研究商品混凝土裂缝产生的原因及预防措施是非常重要而迫切的。 关键词：混凝土结构；裂缝；防治

Abstract: The large number of engineering practice and theoretical analysis shows that the reinforced concrete structures are basically with the cracks to work, but some cracks, very small, even invisible to the naked eye (slit width <0.5mm), the general use of the structure without great harm, allowing it to exist. Some cracks under the load or external physical and chemical factors, the continuous generation and development caused by the carbonation of concrete protective layer spalling and reinforcement corrosion, strength and stiffness of reinforced concrete has been weakened, and durability reduce serious or even collapse accident hazards the normal use of the structure, must be controlled, so research the causes and preventive measures of commodity concrete cracks is very important and urgent.

Key words: concrete structure; cracks; prevention

中图分类号: TU37 文献标识码：A文章编号：

前 言

大量的工程和实践理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(缝宽<0.5ｍｍ),一般对结构的使用无大的危害,允许其存在。有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下,不断产生和发展引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制, 因此研究商品混凝土裂缝产生的原因及预防措施是非常重要而迫切的。

一、混凝土裂缝类型及成因

实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因，其中最常见的是混凝土早期裂缝，混凝土早期裂缝有以下几种：

1、塑性沉降裂缝

此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至３小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。

2、塑性收缩裂缝

此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。产生的原因主要是混凝土浇注后３—４小时左右表面没有被覆盖，特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快，塑性收缩裂缝越容易产生，而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期强度低所以其水分特别容易散失，表面容易形成裂缝。

3、温度应力裂缝

此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后，聚积在内部的水泥水化热不易散发，造成混凝土的内部温度升高，而混凝土表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。

4、施工工艺质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理,施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的如下:①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土震捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。③混凝土浇注过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。⑨施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

5、原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。①砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。②拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

二、 混凝土常见裂缝预防措施

1、砼麻面现象：砼表面局部缺浆粗糙，或有许多小凹坑，但无钢筋和石子外露。

原因分析：

①、模板表面粗糙或清理不干净，粘有干硬水泥砂浆等杂物，拆模时砼表面被粘损。

②、钢模板脱模剂涂刷不均匀，拆模时砼表面粘结模板。

③、模板接缝拼装不严密，灌注砼时缝隙漏浆。

④、砼振捣不密实，砼中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面。

预防措施： 模板面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。木模板灌注砼前，用清水充分湿润，清洗干净，不留积水，使模板缝隙拼接严密，如有缝隙，填严，防止漏浆。钢模板涂模剂要涂刷均匀，不得漏刷。砼必须按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏捣，每层砼均匀振捣至气泡排除为止。

处理方法：麻面主要影响砼外观，对于面积较大的部位修补。即将麻面部位用清水刷洗，充分湿润后用水泥砂浆或1∶2水泥砂浆抹刷。

2、蜂窝现象：砼局部酥松，砂浆少石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。

原因分析：

①、砼配合比不合理，石、水泥材料计量错误，或加水量不准，造成砂浆少石子多。

②、砼搅拌时间短，没有拌合均匀，砼和易性差，振捣不密实。

③、未按操作规程灌注砼，下料不当，使石子集中，振不出水泥浆，造成砼离析。

④、砼一次下料过多，没有分段、分层灌注，振捣不实或下料与振捣配合不好，未振捣又下料。

预防措施：砼配料时严格控制配合比，经常检查，保证材料计量准确。采用电子自动计量。砼拌合均匀，颜色一致，其延续搅拌最短时间符合规定。砼自由倾落高度一般不得超过2m。如超过，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振捣分层捣固。灌注层的厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍。捣实砼拌合物时，插入式振捣器移动间距不大于其作用半径的1.5倍；对细骨料砼拌合物，则不大于其作用半径的1倍。振捣器至模板的距离不大于振捣器有效作用半径的1/2。为保证上下层砼结合良好，振捣棒插入下层砼5cm。砼振捣时，必须掌握好每点的振捣时间。合适的振捣现象为：砼不再显著下沉，不再出现气泡。灌注砼时，经常观察模板、支架、堵缝等情况。发现有模板走动，立即停止灌注，并在砼初凝前修整完好。

治理方法：砼有小蜂窝，可先用水冲洗干净，然后用1∶2或1∶2.5水泥砂浆修补，如果是大蜂窝，则先将松动的石子和突出颗粒剔除，尽量形成喇叭口，外口大些，然后用清水冲洗干净湿润，再用高一级的细石砼捣实，加强养护。

3、孔洞现象：砼结构内有空隙，局部没有砼。

原因分析：

①、在钢筋密集处或预埋件处，砼灌注不畅通，不能充满模板间隙。

②、未按顺序振捣砼，产生漏振。

③、砼离析，砂浆分离，石子成堆，或严重跑浆。

④、砼工程的施工组织不好，未按施工顺序和施工工艺认真操作。

预防措施：

①、在钢筋密集处，可采用细石砼灌注，使砼充满模板间隙，并认真振捣密实。机械振捣有困难时，可采用人工捣固配合。

②、预留孔洞处在两侧同时下料。下部往往灌注不满，振捣不实，采取在侧面开口灌注的措施，振捣密实后再封好模板，然后往上灌注。

③、采用正确的振捣方法，严防漏振。a. 插入式振捣器采用垂直振捣方法，即振捣棒与砼表面垂直或斜向振捣，即振捣棒与砼表面成一定角度，约40°～45°。b. 振捣器插点均匀排列，可采用行列式或交错式顺序移动，不混用，以免漏振。每次移动距离不大于振捣棒作用半径(R)的1.5倍。振捣器操作时快插慢拔。

④、控制好下料。要保证砼灌注时不产生离析，砼自由倾落高度不超过2m，大于2m时要用溜槽、串筒等下料。

对砼孔洞的处理，要经有关单位共同研究，制定补强方案，经批准后方可处理。

4、露筋现象：钢筋砼结构内的主筋、副筋或箍筋等露在砼表面。

原因分析：

①、砼灌注振捣时，钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放，钢筋紧贴模板。

②、钢筋砼结构断面较小，钢筋过密，如遇大石子卡在钢筋上，砼水泥浆不能充满钢筋周围。

③、因配合比不当砼产生离析，浇捣部位缺浆或模板严重漏浆。

④、砼振捣时，振捣棒撞击钢筋，使钢筋移位。

预防措施：

①、灌注砼前，检查钢筋位置和保护层厚度是否准确。

②、为保证砼保护层的厚度，要注意固定好垫块。一般每隔1m左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。

③、钢筋较密集时，选配适当的石子。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。结构截面较小，钢筋较密时，可用细石砼灌注。

④、为防止钢筋移位，严禁振捣棒撞击钢筋。在钢筋密集处，可采用带刀片的振捣棒进行振捣。保护层砼要振捣密实。灌注砼前用清水将木模板充分湿润，并认真堵好缝隙。

治理方法：将外露钢筋上的砼残渣和铁锈清理干净，用水冲洗湿润，再用 1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹压平整，如露筋较深，将薄弱砼剔除，冲刷干净湿润，用高一级的细石砼捣实，认真养护。

5、缺棱掉角现象：砼局部掉落，不规整，棱角有缺陷。

原因分析：

①、木模板在灌注砼前未湿润或湿润不够，灌注后砼养护不好，棱角处砼的水分被模板大量吸收，致使砼水化不好，强度降低。

②、常温施工时，过早拆除承重模板。

③、拆模时受外力作用或重物撞击，或保护不好，棱角被碰掉。

④、冬季施工时，砼局部受冻。

预防措施：木模板在灌注砼前充分湿润，砼灌注后认真浇水养护。拆除钢筋砼结构承重模板时，砼具有足够的强度，表面及棱角才不会受到损坏。拆模时不能用力过猛过急，注意保护棱角，吊运时，严禁模板撞击棱角。加强成品保护，对于处在人多、运料等通道处的砼阳角，拆模后要用槽钢等将阳角保护好，以免碰损。冬季砼灌注完毕，做好覆盖保温工作，加强测温，及时采取措施，防止受冻。

治理方法：缺棱掉角较小时，，清水冲洗可将该处用钢丝刷刷净充分湿润后，用1∶2或1∶2.5的水泥砂浆抹补齐正。可将不实的砼和突出的骨料颗粒凿除，用水冲刷干净湿润，然后用比原砼高一级的细石砼补好，认真养护。

结束语

综上所述，混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

参考文献：

1、陈晓东—浅谈商品混凝土结构裂缝的控制—泰州职业技术学院学报—2006-2

2、商品混凝土结构裂缝产生原因及预防措施—科技咨询—建筑科学 2006-4

3、王铁龙 工程结构裂缝控制北京 中国建筑工业出版社

4、陈志源 土木工程材料（第2版） 武汉理工大学出版社