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摘要：裂缝是水工混凝土建筑物最普遍、最常见的问题之一。对不同种类裂缝分析了裂缝产生的原因，并阐述了裂缝的防范措施，介绍了常用的修补方法。 关键词：混凝土裂缝；种类；原因；防范措施；修补方法。
Abstract: Cracking is one of the most common and familiar problems in hydraulic concrete buildings. Aiming at various cracking, the paper analyses the various causes, states the preventive measures and provides the common repair methods.
Keywords: cracking in concrete; variety, causes; preventive measures; repair methods
中图分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：
混凝土是由水泥、掺合料、细骨料、粗骨料、水和外加剂按照一定比例拌和而成的非匀质脆性材料，是水利施工中必不可少的建筑材料。混凝土凝结硬化过程中产生的裂缝不仅给工程质量留下隐患，还影响了美观。施工中必须采取合理的工程技术措施，控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。 1混凝土裂缝的种类 混凝土裂缝按深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按裂缝开度变化可分为死缝、活缝和增长缝；按产生原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝、碱骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。 温度裂缝 ：大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化热使内部混凝土温度升高。当水化热温升至高峰后，由于环境温度较低，因此混凝土温度开始下降。降温过程中混凝土发生收缩，在约束条件下，当温降收缩变形大于混凝土极限拉伸变形时，混凝土容易发生裂缝，这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的，例如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨，都会使混凝土内部与表层产生很大温差，混凝土表层温度下降，而内部温度基本不降，这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用，同样会导致温度裂缝。
干缩裂缝： 置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形，称为干缩。干缩仅是混凝土收缩的一种，干缩扩散的速度比温度的扩散速度要慢1000倍。正因为干缩扩散速度小，混凝土表面已干缩，而其内部不缩，这样内部混凝土对表面混凝土干缩起约束作用，使混凝土表面产生干缩应力，当混凝土干缩应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为干缩裂缝。
钢筋锈蚀裂缝 ：混凝土中钢筋发生锈蚀后，其锈蚀产生的体积膨胀比原来增长2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为钢筋锈蚀裂缝。钢筋锈蚀裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。 碱骨料反应裂缝 ：碱骨料反应主要有碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应，它们都是水泥中的碱和骨料中的某些活性物质如活性SiO2以及变形石英等发生反应而生成吸水性较强的凝胶物质，当反应物增加到一定数量，且有充足水时，就会在混凝土中产生较大的膨胀作用，导致混凝土产生裂缝，称为碱骨料反应裂缝。此裂缝不同于最常见的混凝土干缩裂缝和荷载引起的超载裂缝，这种裂缝形状及分布与钢筋限制有关，当限制力很小时，常出现地图状裂缝，并在缝中伴有白色浸出物;当限制力强时则出现顺筋裂缝。 超载裂缝 ：当建筑物遭受超载作用时，其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。 此外，常见的混凝土裂缝还有地基不均匀沉陷裂缝、地基冻胀裂缝等。 2混凝土裂缝防范措施 混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。在施工时，可充分利用混凝土后期强度，或是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，因此，应严格控制混凝土的用水量，即在混凝土配合比设计中，应尽可能降低单方混凝土用水量。
掺加掺合料大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。混凝土在1～28天龄期内，添加粉煤灰的百分数大致就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20％粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80％，可见添加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显着的。
选用合理的粗细骨料。粗骨料：根据结构最小断面尺寸，選择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。实验表明：粗骨料5～40mm粒径可比5~25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6～8kg/rn3，降低水泥用量15kg/m3，因而可减少泌水、收缩和水化热；细骨料：以级配良好的中砂为宜，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20～25kg/m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。所以选用合理砂率是必要的。如果砂率过大，就会影响混凝土的工作性和强度，而且能增大混凝土的收缩和裂缝。
在混凝土中添加具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂，可以改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性。同时，掺加外加剂，可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，可改善水泥浆的稠度，可提高水泥浆与骨料的粘结力，并可有效地提高的混凝土抗拉强度，提高其耐久性。但在选用外加剂时，须注意的是，必须选用干燥收缩小的减水剂。
改善搅拌工艺，采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水份聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10％或节约水泥5％，并进一步减少水化热和裂缝。另外，混凝土搅拌时间要适当，搅拌时间过短、过长，都会造成拌和物均匀性变坏。
严格控制和改善浇筑工艺合理安排施工工艺，分层、分块浇筑，以利于散热。混凝土浇筑前，应根据结构物结构尺寸、浇注面积等合理进行混凝土浇筑的工作面划分，保证分层分块满足设计及规范要求；大体积混凝土分层分块不宜过厚过大，以避免产生温度裂缝；振捣时间以10～15s/次为宜。对已浇筑的混凝土，在混凝土浇筑1～1.5h后，在终凝前进行二次振捣，表面压实，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。为了控制混凝土的总温升，减少大体积工程构件的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。根据（DLT5144-2001）《水工混凝土施工规范》中的规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度应≤28℃。或在砂石堆场搭设简易遮阳棚并采用地垅供料，必要时可向料堆喷水，在搅拌混凝土时加冰块拌和，对降低混凝土入仓温度十分重要。混凝土浇筑时，下料不宜太快，防止堆积或振捣不充分。
规定合理的拆模时间，及时进行表面保温在泵送混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于外界气温时应适当考虑推迟拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。同时，在拆模时，为避免表面温度骤降而引起温度梯度，可在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海绵等，从而防止混凝土表面产生过大的拉应力，防止裂缝的产生。
注重澆筑完毕后养护，主要是保温和保湿，以减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，减少混凝土的干燥收缩，防止表面裂缝。必要时可以埋管在混凝土内通水冷却降温，效果十分明显。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。
3混凝土裂缝常见修补方法 裂缝修补除了以恢复防水性和耐久性为主要目的外，也可从结构安全及美观角度出发而进行修补。在满足修补目的的前提下，还必须考虑经济性、明确修补范围及修补规模等。混凝土裂缝的修补方法很多，归纳起来主要有三大类。 充填法：此法适合于修补较宽的裂缝(裂缝宽度大于0.5 mm)。具体做法是沿裂缝处凿U形或V形槽，槽顶宽约10 cm，在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈。然后进行防锈处理，再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。对于活缝，沿裂缝走向开一个U形槽，槽底垫一层与混凝土不粘的材料，再填充弹性嵌缝材料，使其与槽两侧粘结。这样嵌缝材料沿槽的整个宽度可自由变形，裂缝发生张拉变形时，不会把嵌缝材料拉开。 灌浆法：灌浆法分为压力灌浆法与真空吸入灌浆法2种。压力灌浆法适用于较深较细的裂缝，而真空注入法是利用真空泵使缝内形成真空，将浆材吸入缝内，该法适用于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性环氧浆材等。 表面覆盖法：这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0。2 mm)的表面上涂膜，以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法，分为涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以控制其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及其建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。
水工混凝土产生裂缝的潜在危险较大，应引起足够重视。为此，在施工时，应选用适宜的水泥品种、减小水泥用量、选用合理的粗细骨料、掺加掺合剂、改善搅拌工艺、严格控制和改善浇筑工艺、规定合理的拆模时间及注重浇筑完毕后养护等，以提高混凝土的密实性和抗拉强度，防止裂缝的产生。参考文献 ［1］赵立云，董伟，胥姗姗。水工混凝土裂缝成因及控制[J]。山西建筑，2010(9):162-163。 ［2］张鹏飞，覃巫黄。水工混凝土裂缝的成因及防治[J]。珠江水运，2009(9):55-57。［3］张焕敏，涂兴怀。水工混凝土裂缝的成因及控制[J]。混凝土，2005(10):74-77。 ［4］林伟。对水工混凝土裂缝原因及防治措施的论述[J]。建材与装饰，2009(8):234-235。
Abstract: Cracking is one of the most common and familiar problems in hydraulic concrete buildings. Aiming at various cracking, the paper analyses the various causes, states the preventive measures and provides the common repair methods.
Keywords: cracking in concrete; variety, causes; preventive measures; repair methods
中图分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：
混凝土是由水泥、掺合料、细骨料、粗骨料、水和外加剂按照一定比例拌和而成的非匀质脆性材料，是水利施工中必不可少的建筑材料。混凝土凝结硬化过程中产生的裂缝不仅给工程质量留下隐患，还影响了美观。施工中必须采取合理的工程技术措施，控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。 1混凝土裂缝的种类 混凝土裂缝按深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按裂缝开度变化可分为死缝、活缝和增长缝；按产生原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝、碱骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。 温度裂缝 ：大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化热使内部混凝土温度升高。当水化热温升至高峰后，由于环境温度较低，因此混凝土温度开始下降。降温过程中混凝土发生收缩，在约束条件下，当温降收缩变形大于混凝土极限拉伸变形时，混凝土容易发生裂缝，这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的，例如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨，都会使混凝土内部与表层产生很大温差，混凝土表层温度下降，而内部温度基本不降，这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用，同样会导致温度裂缝。
干缩裂缝： 置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形，称为干缩。干缩仅是混凝土收缩的一种，干缩扩散的速度比温度的扩散速度要慢1000倍。正因为干缩扩散速度小，混凝土表面已干缩，而其内部不缩，这样内部混凝土对表面混凝土干缩起约束作用，使混凝土表面产生干缩应力，当混凝土干缩应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为干缩裂缝。
钢筋锈蚀裂缝 ：混凝土中钢筋发生锈蚀后，其锈蚀产生的体积膨胀比原来增长2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为钢筋锈蚀裂缝。钢筋锈蚀裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。 碱骨料反应裂缝 ：碱骨料反应主要有碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应，它们都是水泥中的碱和骨料中的某些活性物质如活性SiO2以及变形石英等发生反应而生成吸水性较强的凝胶物质，当反应物增加到一定数量，且有充足水时，就会在混凝土中产生较大的膨胀作用，导致混凝土产生裂缝，称为碱骨料反应裂缝。此裂缝不同于最常见的混凝土干缩裂缝和荷载引起的超载裂缝，这种裂缝形状及分布与钢筋限制有关，当限制力很小时，常出现地图状裂缝，并在缝中伴有白色浸出物;当限制力强时则出现顺筋裂缝。 超载裂缝 ：当建筑物遭受超载作用时，其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。 此外，常见的混凝土裂缝还有地基不均匀沉陷裂缝、地基冻胀裂缝等。 2混凝土裂缝防范措施 混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。在施工时，可充分利用混凝土后期强度，或是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，因此，应严格控制混凝土的用水量，即在混凝土配合比设计中，应尽可能降低单方混凝土用水量。
掺加掺合料大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。混凝土在1～28天龄期内，添加粉煤灰的百分数大致就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20％粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80％，可见添加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显着的。
选用合理的粗细骨料。粗骨料：根据结构最小断面尺寸，選择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。实验表明：粗骨料5～40mm粒径可比5~25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6～8kg/rn3，降低水泥用量15kg/m3，因而可减少泌水、收缩和水化热；细骨料：以级配良好的中砂为宜，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20～25kg/m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。所以选用合理砂率是必要的。如果砂率过大，就会影响混凝土的工作性和强度，而且能增大混凝土的收缩和裂缝。
在混凝土中添加具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂，可以改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性。同时，掺加外加剂，可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，可改善水泥浆的稠度，可提高水泥浆与骨料的粘结力，并可有效地提高的混凝土抗拉强度，提高其耐久性。但在选用外加剂时，须注意的是，必须选用干燥收缩小的减水剂。
改善搅拌工艺，采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水份聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10％或节约水泥5％，并进一步减少水化热和裂缝。另外，混凝土搅拌时间要适当，搅拌时间过短、过长，都会造成拌和物均匀性变坏。
严格控制和改善浇筑工艺合理安排施工工艺，分层、分块浇筑，以利于散热。混凝土浇筑前，应根据结构物结构尺寸、浇注面积等合理进行混凝土浇筑的工作面划分，保证分层分块满足设计及规范要求；大体积混凝土分层分块不宜过厚过大，以避免产生温度裂缝；振捣时间以10～15s/次为宜。对已浇筑的混凝土，在混凝土浇筑1～1.5h后，在终凝前进行二次振捣，表面压实，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。为了控制混凝土的总温升，减少大体积工程构件的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。根据（DLT5144-2001）《水工混凝土施工规范》中的规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度应≤28℃。或在砂石堆场搭设简易遮阳棚并采用地垅供料，必要时可向料堆喷水，在搅拌混凝土时加冰块拌和，对降低混凝土入仓温度十分重要。混凝土浇筑时，下料不宜太快，防止堆积或振捣不充分。
规定合理的拆模时间，及时进行表面保温在泵送混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于外界气温时应适当考虑推迟拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。同时，在拆模时，为避免表面温度骤降而引起温度梯度，可在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海绵等，从而防止混凝土表面产生过大的拉应力，防止裂缝的产生。
注重澆筑完毕后养护，主要是保温和保湿，以减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，减少混凝土的干燥收缩，防止表面裂缝。必要时可以埋管在混凝土内通水冷却降温，效果十分明显。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。
3混凝土裂缝常见修补方法 裂缝修补除了以恢复防水性和耐久性为主要目的外，也可从结构安全及美观角度出发而进行修补。在满足修补目的的前提下，还必须考虑经济性、明确修补范围及修补规模等。混凝土裂缝的修补方法很多，归纳起来主要有三大类。 充填法：此法适合于修补较宽的裂缝(裂缝宽度大于0.5 mm)。具体做法是沿裂缝处凿U形或V形槽，槽顶宽约10 cm，在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈。然后进行防锈处理，再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。对于活缝，沿裂缝走向开一个U形槽，槽底垫一层与混凝土不粘的材料，再填充弹性嵌缝材料，使其与槽两侧粘结。这样嵌缝材料沿槽的整个宽度可自由变形，裂缝发生张拉变形时，不会把嵌缝材料拉开。 灌浆法：灌浆法分为压力灌浆法与真空吸入灌浆法2种。压力灌浆法适用于较深较细的裂缝，而真空注入法是利用真空泵使缝内形成真空，将浆材吸入缝内，该法适用于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性环氧浆材等。 表面覆盖法：这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0。2 mm)的表面上涂膜，以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法，分为涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以控制其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及其建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。
水工混凝土产生裂缝的潜在危险较大，应引起足够重视。为此，在施工时，应选用适宜的水泥品种、减小水泥用量、选用合理的粗细骨料、掺加掺合剂、改善搅拌工艺、严格控制和改善浇筑工艺、规定合理的拆模时间及注重浇筑完毕后养护等，以提高混凝土的密实性和抗拉强度，防止裂缝的产生。参考文献 ［1］赵立云，董伟，胥姗姗。水工混凝土裂缝成因及控制[J]。山西建筑，2010(9):162-163。 ［2］张鹏飞，覃巫黄。水工混凝土裂缝的成因及防治[J]。珠江水运，2009(9):55-57。［3］张焕敏，涂兴怀。水工混凝土裂缝的成因及控制[J]。混凝土，2005(10):74-77。 ［4］林伟。对水工混凝土裂缝原因及防治措施的论述[J]。建材与装饰，2009(8):234-235。