摘要：裂縫是鋼筋混凝土結構中常見的一種作用效應，混凝土結構裂縫是較難避免的。針對混凝土結構中出現的裂縫問題，從設計、施工、原材料等方面對產生裂縫的各種成因進行分析，并提出預防及治理對策。

關鍵詞：結構裂縫；裂縫治理；混凝土

隨著我國國民經濟的發展，建造了大量各類鋼筋混凝士結構建筑物。在這些鋼筋混凝土建筑中，結構的裂縫問題是一個相當普遍的質量問題，嚴重的已影響到工程的使用和安全，是一個需要探討和解決的技術難題。盡管裂縫問題引起了業界重視，但仍未得到很好解決。本文通過對裂縫產生原因的分析，并從實踐中總結出一些預防及裂縫出現后相應治理措施，希望對我國建筑行業發展起到促進作用。

1混凝土結構裂縫的成因

結構裂縫的成因復雜而繁多，比如：溫濕度的變化，混凝土的不均勻性，結構不合理，原材料不符合要求，水灰比過大，基礎不均勻沉降和模板變形，養護不及時等。混凝土結構裂縫的成因，大致可劃分如下幾類：

1．1施工引起的裂縫

在混凝土結構澆筑、制作、拆模、運輸、吊裝等過程中，若施工不規范，工藝不合理，容易產生裂縫。比較常見的有：

(1)混凝土保護層過厚，或踩塌已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，而形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

(2)混凝土振搗不密實，出現空洞，導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點。

(3)混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起塌落度過低，或加大水灰比，出現不規則的收縮裂縫。

(4)混凝土初期養護不到位，使得混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。

(5)支架預壓不夠，或模板剛度不夠，或拆模過早等使結構產生裂縫。

1．2荷載引起的裂縫

鋼筋混凝土結構在常規靜、動荷載及次應力下產生直接應力和次應力兩種裂縫。

(1)直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫

在設計方面，計算模型不合理；內力與配筋計算錯誤；設計斷面或結構剮度不足等。

在施工方面，對設計意圖理解不清，改變結構受力模式；預制構件起吊、運輸、安裝等不規范。

(2)次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫

在設計外荷載作用下，由于結構物的實際工作狀態與常規計算有出入，從而在某些部位引起次應力導致結構開裂。

結構中的鑿槽、開洞、設置牛腿等，在常規計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據經驗設置受力鋼筋。研究表明，受力構件挖孔后，力流將產生繞射現象，在孔洞附近密集，產生大的應力集中。在這些結構的轉角處或構件形狀突變處容易出現裂縫。實際工程中，次應力裂縫是產生荷載裂縫的最常見原因。

1．3溫度變化和混凝土收縮引起的裂縫

混凝土在凝結硬化過程中，由于水泥釋放大量的水化熱，在表面和內部先后出現較大的溫差變化而引起拉應力；外部氣溫驟降也會在混凝土表面引起較大的拉應力，當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時即會出現裂縫。

1．4凍脹引起的裂縫

溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度對，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹，因而混凝土產生膨脹應力，使混凝土出現裂縫。

1．5材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格，可導致結構出現裂縫。

水泥安定性不良，過期受潮，含堿量較高；骨料粒徑超標、級配不良、雜質含量超標等而影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大；采用氯化物等雜質含量較高的拌和水及含堿的外加劑等均可能影響結構出現裂縫。

2裂縫的預防措施

預防混凝土裂縫的主要措施是通過對設計、施工、原材料等方面進行綜合控制。包括：選擇合理結構形式，加強構造配筋，減小水灰比、降低砂率，增加骨料粒徑，選用適宜的外加劑和摻合料，采取保溫保濕的養護措施等。這樣把預防工作提前，有效防止裂縫的出現。

2．1設計方面的控制措施

(1)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。當無法回避時，應做局部處理，如轉角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構造配筋，轉角處增配斜向鋼筋。

(2)在結構設計中，應重視對于構造鋼筋的配置，特別是對于現澆箱梁、樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

(3)控制混凝土板內管線的預埋，板內不應預埋水管。其他管線預埋宜與鋼筋成斜交布置，應避免管線立體交叉，嚴禁多層管線交錯疊放，必要時宜在管線集散處增設垂直于管線的鋼絲網，增加雙層雙向抗裂構造配筋等加強措施。

(4)對于大體積混凝土，可考慮采用60天齡期強度值作為設計值，以減少混凝土單方用灰量，并積極采用混凝土摻合料。 2．2原材料及配比的控制

(1)水泥品種的選用和水泥用量的控制

選擇低水化熱水泥和在保證混凝土強度的前提下盡量減少水泥用量是有效降低水化熱，減少混凝土內外溫差而出現裂縫的有效途徑。比如選擇礦渣硅酸鹽、普通硅酸鹽等低水化熱水泥。

(2)摻合料和外加劑

粉煤灰具有減水、潤滑作用，能改善混凝土的粘聚性和流動性，減少水泥用量降低水化熱，減少混凝土收縮。大量研究實踐表明，在泵送混凝土中摻入適量高等級的粉煤灰能替代部分水泥。

選用具有減水、增強和緩凝的外加劑，可提高混凝土的流動性、粘聚性及泵送性能。實踐表明，采用高效減水劑能提高混凝土的泵送性能，降低用水量和水泥用量，降低水化熱，減少溫度裂縫。

(3)骨料的選擇

增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級配，減少骨料的孔隙率，可以減少膠結材料數量，降低水化熱，提高混凝土的抗裂性能，以保證板面混凝土的整體性，防止裂縫出現。

(4)水灰比的控制

由于商品混凝土生產廠家為便于混凝土的運輸和泵送，往往會增大用水量，造成混凝土水灰比和坍落度過大，引起混凝土表面浮漿過厚，產生干縮裂縫和沉陷裂縫，因此嚴格控制混凝土的水灰比是解決混凝土裂縫最有效途徑之一。

2．3施工過程工藝控制

嚴格按配合比要求計量稱重和控制攪拌時間，混凝土攪拌均勻，從而保證混凝土質量；嚴格控制混凝土坍落度，對商品混凝土應逐車檢查泵車泄料口混凝土坍落度；同時控制混凝土車運輸和停留時間，避免因運輸、停留時間過長，減少水分損失；對較大跨度的橋梁箱梁和高層建筑板面混凝土施工時，混凝土泵出料口宜采用布料機施工作業，使作業面布料均勻，避免混凝土不均的離析現象；施工時應要求做到振搗密實，防止出現混凝土漏振和過振現象。保證混凝土密實，提高混凝土的抗裂性能。

2．4養護、保護

早期養護。剛澆筑后的混凝土尚處于凝固硬化階段，水化速度較快，須采取覆蓋保濕措施防止混凝土表面脫水而產生干縮裂縫。因此加強混凝土早期養護，尤其在7 d內始終保持混凝土濕潤狀態是防止裂縫出現的重要環節；成品保護。混凝土澆筑完后，待混凝土達到一定強度后方可允許在混凝土表面進行施工作業；嚴格控制拆模時間，待混凝土強度達到設計和規范要求后方可拆模，避免因拆模過早而產生裂縫。

3裂縫處理

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和強度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。綜合我國現狀，目前的混凝土裂縫修補措施主要有：

3．1開槽法修補裂縫

該法適合于修補較寬裂縫大于0．5 mm，采用環氧樹脂：10。聚硫橡膠：3，水泥：12．5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環氧樹脂、聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0．4斤丙酮就可以了)。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。

3．2低壓洼漿法修補裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為0．2mm—0．3mm的混凝土裂縫進行修補。修補工序如下：裂縫清理——試漏——配制注漿液——壓力注漿——二次注漿——清理表面。

當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10 min后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓人裂縫，當相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

3．3表面覆蓋法修補裂縫

這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0．2mm)的表面上涂膜，以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴格按規程、規范要求施工，嚴把質量關，防患于未然，盡可能地降低混凝土裂縫的出現；對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展。這樣才能有效降低和杜絕混凝土裂縫的出現，從而保證工程的質量和安全。