混凝土裂缝的危害、原因分析及处理方法

发表时间：2020-03-18T06:51:25.318Z 来源：《建设者》2019年23期 作者： 王文亮

[导读] 混凝土裂缝是常见的混凝土结构工程施工质量通病，对结构的安全性、适用性、耐久性有决定性影响。山西一建集团有限公司

混凝土裂缝是常见的混凝土结构工程施工质量通病，对结构的安全性、适用性、耐久性有决定性影响。 混凝土裂缝控制分三个等级（1）构件不出现拉应力；（2）构件虽有拉应力，但不超过混凝土的抗拉强度（3）允许出现裂缝，但裂缝宽度不得出现允许值。前两种情况只有预应力 构件才能达到，在房建行业中不常见。本文将对第三种情况进行进行详细说明。

一、混凝土裂缝的危害 对结构安全性的危害

混凝土结构物裂缝发生后，其本身的刚度、抗剪强度、抗拉强度、 抗弯折强度都会降低，并可能导致结构受力构件发生应力重分配，使受力构件中和轴偏移，造成局部应力的集中，进一步加剧构件的破坏。裂缝严重时，可能会发生脆性破坏而造成安全事故。所以混凝土裂缝对结构安全性会产生危害。 对结构适用性的危害

对水池、结构顶板、地下室外墙等直接接触水环境的部位，混凝土裂缝会严重影响钢筋混凝土结构的自防水性能。如果混凝土裂缝持续发展，会破坏掉聚氨酯涂膜防水层或卷材防水层，进而平破坏建筑 物的整体防水性能。所以混凝土裂缝对结构的适用性会产生不利影响。

对耐久性的危害

裂缝对耐久性的影响，最主要的是加速混凝土的碳化，使钢筋腐蚀速度变快，并因漏水、渗水，造成发霉、渗斑而使得钢筋锈蚀膨胀， 保护层剥落，破坏受力性能，缩短结构的使用年限。 二、混凝土裂缝的原因分析 荷载引起的裂缝

混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆， 其原因往往是截面尺寸偏小、或外部作用力过大。 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化， 混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。 收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩，发生在施工过程中、混凝土浇筑后 4~5h 左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为 塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达 1% 左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面 处如 T 梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。

缩水收缩（干缩），混凝土终凝以后，随着表层水分逐步蒸发， 湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

自生收缩，自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉 煤灰水泥混凝土）。

炭化收缩，大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度 50% 左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。 地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢 筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物 氢氧化铁体积比原来增长约 2~4 倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力， 导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到 混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土 握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋 锈蚀，导致结构破坏。 冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转 变成冰，体积膨胀 9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在 -78℃以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，达到龄期后混凝土强度损失可 达 30%~50%。 施工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。配置混凝 土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、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，容易产生纵向的、横向的、 斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异。

三、普通混凝土裂缝的处理方法 1、表面修复

常用的方法有压实抹平，涂抹环氧粘结剂，喷涂水泥砂浆或细石 混凝土，压抹环氧胶泥，环氧树脂粘加纤维丝布，增加整体面层，钢锚栓缝合等。

表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅 的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以 及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏 水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。 2、局部修复法

常用的方法有充填法、预应力法, 部分凿除重新浇筑混凝土等。用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单， 费用低。宽度小于 0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开 Ｖ型槽，然后作填充处理。 3、水泥压力灌浆法

适用于缝补宽度≥ 0.5mm 的稳定裂缝。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力

0.2~0.4MPa） 将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。 4、化学灌浆

可灌入缝宽≥ 0.05mm 的裂缝。5、减少结构内力

常用的方法有卸荷或控制荷载，设置卸荷结构，增设支点或支撑。 改简支梁为连续梁等。

6、结构补强

常用的方法有增加钢筋，加厚板，外包钢筋混凝土，外包钢，粘 贴钢板，预应力补强体系等。

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补 材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。 7、混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是 先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土 或砂浆。