摘要：混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展 和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。
混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。
混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。
关键词：混凝土裂缝、结构裂缝；
前言：混凝土是将胶凝材料与散粒材料等材料混合，由胶凝材料将散粒材料（砂石）黏结在一起并经过凝结硬化而形成的一种具有较高强度的人造石材。
在各种混凝土中，以水泥为胶凝材料、砂石为粗细集料的普通混凝土是最常用、用量最大，用途最广的混凝土。所以从工程应用的广泛性而言，混凝土又是指由水泥、水、粗细集料为基本原料（有时还用掺和料和外加剂等材料）经过科学配制而成的混合料，经过凝结硬化形成的人造石材。
混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土，预应力混凝土结构及配置各种纤维的混凝土结构等。
硅酸盐水泥是英国人阿斯普丁于1824年发明的，距今约180年。从1850年法国人朗波制造了第一只钢筋混凝土小船，到19世纪中叶钢筋混凝土结构开始应用于建筑工程中，混凝土结构的历史距今也仅150多年。在我国，水泥工业始于1889年，19世纪末20世纪初在上海等沿海城市的个别建筑中采用了钢筋混凝土楼板，1908年建造的上海电话大楼是我国最早的钢筋混凝土框架结构。
1 现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的主要情况
出现现浇钢筋混凝土楼板裂缝的工程，以住宅楼一般多见，商业楼、公建用房相对少些。若按层次分布情况，大多数裂缝分布与层次无关，只有极个别工程，其裂缝在层次上从上到下有递减趋势。
1.1裂缝所在部位及其特征
出现现浇钢筋混凝土楼板裂缝的工程，以住宅楼一般多见，商业楼、公建用房相对少些。若按层次分布情况，大多数裂缝分布与层次无关，只有极个别工程，其裂缝在层次上从上到下有递减趋势。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝，多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上。裂缝一般呈45°斜向，有时一个角会同时出现两条裂缝，裂缝基本上为上下贯通。部分裂缝产生在板内电线管埋没位置。个别工程的楼板裂缝垂直于板跨度方向，或呈不规则状分布。
1.2裂缝成因分析经过对各种影响因素的对比分析
(1)现浇钢筋混凝土楼板裂缝，主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。
(2)钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处在同一个大气环境中，当环境的温度和湿度变化时，这些构件的混凝土相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体型上的差异，板的体积与表面积的比值较小，在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于(或大于)梁、柱、墙，使板内出现拉应力，梁内呈现压应力。
(3)另一方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下，经历热胀和冷缩的反复作用，它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板，将产生较大的主拉应力。
(4)以上两个作用力的叠加，对板形成最不利状态，当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度，并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。
(5)裂缝的位置取决于两个因素，一是约束，二是抗拉能力。对楼板来说，约束最大的位置在四个转角处，因为转角处梁或墙的刚度最大，它对楼板形成的约束也最大，同时沿外墙转角处因受外界气温影响，楼板属收缩变形最大的部位;一般来说，板内配筋都按平行于板的两条相邻边而设置，也就是说，转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处，而且呈45°斜向放射状。
2 混凝土楼板常见裂缝及预防
2.1干缩裂缝及预防
2.1.1干缩裂缝
多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
2.1.2主要预防措施
(1)选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；
(2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂；
(3)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；
(4)加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；
(5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2塑性收缩裂缝及预防
2.2.1塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm.其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
2.2.2主要预防措施
(1)选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；
(2)是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；
(3)是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；
(4)是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；
(5)是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
2.3沉陷裂缝及预防
2.3.1沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
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2.3.2主要预防措施
(1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；
(2)保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；
(3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；
(4)模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；
(5)在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
2.4温度裂缝及预防
2.4.1温度裂缝
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.4.2主要预防措施
(1)尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；
(2)减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；
(3)降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；
(4)改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；
(5)改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度；
(6)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟温度过高的出现时间；
(7)高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度；
(8)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；
(9)在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差；
(10)加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施；
(11)预留温度收缩缝；
(12)是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷；
(13)加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击；
2.5化学反应引起的裂缝及预防
2.5.1碱骨料反应
碱骨料反应裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。
混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。
2.5.2主要的预防措施
(1)选用碱活性小的砂石骨料；
(2)选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂；
(3)选用合适的掺和料抑制碱骨料反应；
2.5.3钢筋锈蚀裂缝
由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。
2.5.4通常的预防措施
(1)保证钢筋保护层的厚度；
(2)混凝土级配要良好；
(3)混凝土浇注要振捣密实；
(4)钢筋表层涂刷防腐涂料
3 混凝土楼板裂缝处理
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法。
3.1表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4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。
3.5仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合
结论：
影响混凝土的耐久性的因素有：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、混凝土的碳化、碱骨料反应等。
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用经济性合理，绿色环保，安全健康的方法进行处理，并在施工环节中采取有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定的工作。
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论文作者:马北平
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/2
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 楼板论文; 钢筋混凝土论文; 材料论文; 水灰比论文; 水泥论文; 《防护工程》2019年第2期论文;