混凝土裂缝产生原因分析与防治对策研究

混凝土裂缝产生原因分析与防治对策研究

王杨杨

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摘要：在本次研究中，对混凝土裂缝的成因进行深入分析，主要有混凝土收缩裂缝，温度裂缝，荷载裂缝以及施工裂缝等。根据这些裂缝成因提出一系列预防与处理措施，主要有优化混凝土配合比设计，控制混凝土浇筑与养护工艺，加强混凝土温度控制与收缩控制，改善混凝土施工质量。另外对混凝土裂缝处理的一些常用技术进行了介绍，包括表面处理法、填充法、注入法以及置换法等。该文研究成果可为混凝土工程裂缝防治提供借鉴。

关键词：混凝土裂缝；原因分析；防治对策；处理技术

引言

混凝土裂缝一般会对结构的性能造成影响，目的是对裂缝的成因进行分析并提出应对措施。在对收缩、温度、荷载及施工裂缝等因素进行了深入的探讨之后，提出了优化配合比，控制浇筑养护，强化温度与收缩的控制，促进施工质量的提高等措施。文章的最后对一些处理技术进行了介绍，其成果对裂缝的预防和治理具有一定的借鉴意义。

一、混凝土裂缝产生的原因分析

（一）混凝土收缩裂缝

混凝土收缩裂缝在混凝土结构中最为普遍，其产生原因主要有水泥石物理和化学收缩，混凝土干裂，温度变化和塑性收缩。水泥水化后，水泥石发生体积收缩，这种收缩受内在或外在的限制作用下，混凝土内表面出现微观裂缝。当水分蒸发时，混凝土表面将发生干燥收缩现象，该收缩如果被限制，将导致裂缝的形成。此外混凝土在硬化过程中，由于温度的变化，会导致热胀冷缩，从而产生温度收缩裂缝。在混凝土塑性阶段，表面水分的蒸发会引起塑性收缩，如果这种收缩受到约束，也会导致裂缝的产生。

（二）混凝土温度裂缝

混凝土温度裂缝指混凝土硬化或服役期间因温度变化产生热胀冷缩所产生的裂缝，这类裂缝主要由两方面因素造成：一是混凝土内部温度梯度导致内部应力过大。另一种是由于混凝土和周围环境温差而产生应力，混凝土硬化时，由于水泥水化反应放出大量热，使混凝土内温度上升，同时由于混凝土表面温度低于空气，这种内外温差可使混凝土热胀冷缩而开裂。

（三）混凝土荷载裂缝

混凝土荷载裂缝一般是指混凝土结构受到外界荷载作用时因应力大于混凝土抗拉强度所产生。这类裂缝主要是由两方面因素造成的：一是设计不尽合理，例如对荷载估算不足，结构布置不合理和配筋不足，使结构实际运行时受到的载荷大于设计载荷。另一种是施工质量方面的问题，例如混凝土的浇筑不均，维护不当以及施工缝的处理不好等等，这些都会造成混凝土的强度不均，进而在荷载的作用下会出现裂缝。

（四）混凝土施工裂缝

混凝土施工裂缝就是指混凝土施工中因施工操作不规范和施工技术不尽合理而引起的开裂，这类裂缝主要是由下列因素造成的：一是混凝土在浇注时，因振捣不均和浇注速度过快而在混凝土内形成气孔和蜂窝、缺陷如麻面，使混凝土均匀密实性下降，易开裂[1]。二是在混凝土的养护期间，因养护的不及时和养护条件的不适宜，造成混凝土的早期失水和水泥石的强度下降，因而易出现裂缝。第三个问题是施工缝的配置不恰当，例如，如果施工缝的位置选择不恰当或处理方式不恰当，那么施工缝会出现裂痕。

二、混凝土裂缝防治对策

（一）优化混凝土配合比设计

为了使混凝土配合比设计达到最优，可采取如下措施：一是根据工程需求及设计要求，选用适宜的水泥品种及强度等级。合理设置水胶比确保混凝土强度及耐久性。二是优化骨料级配改善混凝土密实性与工作性，为了优化混凝土的性质并减少其成本，还需要加入适当的添加剂，例如粉煤灰和矿渣等。同时选择合适添加剂如减水剂，防裂剂调节混凝土凝结时间，提高工作性。最后通过实验与调整保证配合比合理有效。

表1混凝土配合比设计优化措施表

（二）控制混凝土的浇筑和养护过程

为了保证混凝土浇筑及维护过程中，要采取如下措施：浇筑前要对模板及支架稳定性进行检测，以保证其符合浇筑要求。控制混凝土浇筑速度及厚度以避免分层及偏析现象。使用合适的振捣技术及设备保证混凝土的均匀致密。混凝土初凝时，应及时养护以维持合适的温湿度条件。根据混凝土性能及环境条件选择合适养护方式及持续时间，定期对混凝土进行养护检查并调整养护措施以保证其强度及耐久性。

（三）加强混凝土的温度控制和收缩控制

为了加强混凝土温度控制及收缩控制可采取如下措施：选择低热水泥或者掺合料以减少混凝土水化热。控制混凝土浇筑速度及厚度以降低混凝土内部温差。采用保温养护措施如加盖保温材料和喷水养护以维持混凝土温度稳定。施工缝及伸缩缝的合理布置使混凝土自由收缩。将纤维材料或者膨胀剂掺入混凝土以改善其抗裂性能，加强混凝土早期养护以免因早期脱水产生收缩裂缝。

（四）提高混凝土的施工质量

为了提高混凝土施工质量可采取如下措施：一是加强施工队伍培训与技术指导，增强施工人员技术水平与质量意识[2]。二是严格控制原材料质量及配合比保证混凝土均匀稳定。然后对混凝土浇筑工艺进行了优化，采取合适的浇筑速度及振捣技术避免了混凝土出现缺陷及裂缝。另外要加强混凝土养护，维持合适的温湿度条件，促使水泥水化反应，以保证混凝土强度发展。同时对施工缝及伸缩缝进行了合理布置，以免由于施工缝不合适而出现裂缝。最后要加强对施工过程质量的监督与检验，发现问题及时解决，以保证施工质量满足规范及设计要求。

三、混凝土裂缝处理技术

（一）表面处理法

混凝土裂缝通常采用表面处理法，主要用于裂缝宽度不大的场合，这种技术是通过在裂缝的表面涂抹或喷涂如环氧树脂、聚脲、聚氨酯等防护材料来实现裂缝的封闭，从而避免水分和有害物质进一步渗透到混凝土的内部。表面处理法简便易行，费用比较低廉，对混凝土结构无重大影响，但这仅仅是暂时的修补措施，为了维持效果，也许要定期进行维修，反复建造。

（二）填充法

填充法是处理混凝土裂缝的一种方法，特别适用于裂缝宽度较大的情况，该技术是通过将各种填充材料，例如砂浆、膨胀水泥和环氧树脂等，注入或填充到裂缝中，从而恢复混凝土的结构完整性。填充材料选择主要由裂缝宽度，深度及环境条件决定。填充法能有效恢复混凝土承载能力及防水性能并阻止裂缝继续延伸。但填充法施工工艺比较复杂，对施工技术及设备要求专业，造价昂贵，另外填充材料对混凝土粘结强度及耐久性是决定填充法结果的关键。

（三）注入法

注入法对混凝土裂缝治理效果较好，特别是在裂缝宽度小、深度大时，这种技术是通过将各种修复材料，例如环氧树脂、聚氨酯和甲基丙烯酸甲酯等，注入裂缝内部，目的是填补和密封这些裂缝，从而恢复混凝土的结构完整性和性质[3]。注入法在施工时需采用特殊注入设备及压力泵向裂缝深部注入修补材料。注入法能有效封闭裂缝、阻止水及有害物质入侵、改善混凝土耐久性及防水性能。但注入法施工技术要求高、需有专业施工队伍及设备、对注入材料性能有很高要求。

（四）置换法

置换法是处理混凝土裂缝的一种方法，主要适用于裂缝较宽且对结构性能影响较大的情况。这种方法是通过移除受损的混凝土部分，接着重新浇筑新的混凝土或使用其他材料进行替换，从而恢复结构的完整性和性能。置换法施工工艺比较繁杂，所需施工技术及设备比较专业，造价也比较昂贵。采用置换法时，需关注新老混凝土粘结问题及收缩裂缝控制问题，保证置换后结构整体性及耐久性好。

结论

文章详细分析了混凝土裂缝的成因，提出一系列防治对策及处理技术，优化混凝土配合比设计，控制混凝土浇筑及养护过程，加强混凝土温度控制与收缩控制，提高混凝土施工质量，可有效防止与减少混凝土裂缝。同时采取合适的裂缝处理技术可对已出现的裂缝进行修补，使混凝土结构完整性及性能得以恢复。本论文研究成果对于混凝土工程裂缝防治工作有指导作用，有利于提高混凝土结构安全性及使用寿命。

参考文献

[1] 马雪.水泥混凝土路面裂缝病害原因分析及防治对策[J].四川水泥, 2023(7):234-236.

[2] 刘永强,胡玉娟,王磊.探究混凝土裂缝产生原因及治理预防措施[J].建筑与装饰, 2023(15):115-117.

[3] 吕大刚.土木工程中混凝土裂缝的成因与防治对策研究[J].智能建筑与工程机械, 2023, 5(4):37-39.