摘 要： 本文綜合論述了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及其控制處理技術(shù)的研究， 對于不同類別的裂縫的成因進行了歸納， 同時對目前常用的裂縫控制處理措施進行了總結(jié)和分析。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫 變形裂縫 控制措施

1 前言

混凝土是一種由砂石骨料、 水泥、 水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。 在施工及其本身特性的影響下，混凝土硬化過程中會產(chǎn)生眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫。這類裂縫的分布是不規(guī)則且不貫通的，但在荷載作用下或進一步產(chǎn)生溫差收縮的情況下，裂縫開始擴展， 最終形成肉眼可見的宏觀裂縫， 也就是砼工程中常說的裂縫。如果不能及時修復(fù)和處理，隨著裂縫的擴展及外部水的滲入最終導致鋼筋的銹蝕， 降低砼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能和使用壽命。

2 鋼筋混凝土裂縫的成因

大部分裂縫產(chǎn)生的原因是變形作用， 如溫度變形、 收縮變形、 基礎(chǔ)不均勻沉降變形等因素， 統(tǒng)稱為變形作用引起的裂縫問題， 此類裂縫幾乎占全部裂縫的 80%以上; 而由荷載引起的裂縫占全部裂縫的20%左右。

2.1勘察、 設(shè)計引起的裂縫

地質(zhì)勘察、 設(shè)計不準， 引起地基不均勻沉降所造成的斜裂縫、 八字裂縫等; 設(shè)計中對構(gòu)造縫的處理不當所引起的裂縫; 設(shè)計中斷面突變導致應(yīng)力集中產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫; 設(shè)計中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當; 造成構(gòu)件的裂縫(偏心應(yīng)力過大等); 設(shè)計中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、 樓板); 設(shè)計中未充分考慮鋼筋砼構(gòu)件的收縮變形以及設(shè)計中采用的砼等級過高造成用灰量過大，對收縮不利造成的裂縫等等。

2.2外荷載(動、 靜荷載)作用所產(chǎn)生的裂縫

在外荷載的直接應(yīng)力及次應(yīng)力直接作用下，在受力構(gòu)件中所產(chǎn)生的受力縫隙， 一般呈契形， 屬于非貫通裂縫， 受力裂縫的產(chǎn)生、 發(fā)展及裂縫寬度往往是鋼筋應(yīng)力水平及構(gòu)件受力狀態(tài)的反應(yīng)，而且與結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和安全性能有關(guān)。 國內(nèi)外調(diào)查資料顯示， 該類裂縫占裂縫總量的 20%， 應(yīng)該引起重視。

2.3變形作用(非荷載作用)引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)因溫度濕度變化、 體積收縮或膨脹、 沉陷位移等非荷載因素作用引起的裂縫， 該類裂縫一般為平行裂縫， 往往貫穿截面， 從而引起滲漏等影響使用功能的后果。 其特征是結(jié)構(gòu)要求變形， 當受到約束和限制時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力， 應(yīng)力超過一定數(shù)值后產(chǎn)生裂縫， 裂縫出現(xiàn)后即得到滿足， 內(nèi)應(yīng)力松懈。該類裂縫對砼的承載力影響不大， 一般情況下也不表明結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生安全問題， 但是對耐久性損害極大。 調(diào)查表明， 非荷載作用裂縫(變形裂縫)在目前可觀察到的可見裂縫中占絕大多數(shù)。

2.4施工過程中引起的裂縫

(1)材料原因： 施工材料引起的裂縫主要是由于配置的混凝土所采用的材料質(zhì)量不合格所導致的，主要有集料顆粒級配不良或采用不恰當?shù)拈g斷級配; 砼外加劑 (如防凍劑、 早強劑、 縮水劑等) 和摻和劑 (如粉煤灰、 高爐礦渣等) 選擇不當或摻量不當; 水泥品種原因; 水泥等級和砼強度等級原因。

(2) 混凝土配合比： 設(shè)計中水泥等級或品種選用不當; 配合比中水灰比過大; 單方水泥用量越大， 用水量越高， 表現(xiàn)為水泥漿體積越大、 坍塌度越大、 收縮越大; 配合比設(shè)計中砂率、 水灰比選擇不當造成砼和易性偏差。

(3)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護： 現(xiàn)場澆筑混凝土時， 振搗不足或漏振等均會影響混凝土的密實性和均勻性， 誘導裂縫產(chǎn)生; 澆筑時風速過大、 蒸發(fā)量大，混凝土收縮值大; 鋼筋被擾動、 保護層過厚; 大體積混凝土澆筑， 對水化熱計算不準、 保溫工作不到位而產(chǎn)生的溫度裂縫; 為趕搶工期初凝階段的砼被荷載、 震動而產(chǎn)生的裂縫; 現(xiàn)場養(yǎng)護不到位， 砼早期脫水引起的收縮裂縫; 模板變形、 拆除不當造成的裂縫; 預(yù)應(yīng)力張拉不當引起的張拉裂縫等。

3 混凝土裂縫的控制

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計方面

(1)采用補償收縮砼技術(shù)。 常見的砼裂縫中， 相當部分是由于砼收縮而造成的。要解決此類問題，可在砼中摻用膨脹劑來補償砼的收縮。實踐證明這是一種行之有效的處理措施。

(2)設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變所帶來的應(yīng)力集中。

(3)結(jié)構(gòu)約束問題。結(jié)構(gòu)物的變形有三種： 自由變形、 約束變形和實際變形(顯現(xiàn)變形)， 其中只有約束變形產(chǎn)生約束應(yīng)力。約束變形產(chǎn)生的約束應(yīng)力超過建筑材料的極限拉伸(抗拉強度)， 便引起裂縫。變形作用引起的作用力有最大值，設(shè)計者可以采取 "抗與放 "或 "抗放兼施"進行結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計。留伸縮縫與不留伸縮縫的方法都是以放或抗為主的方法， 做得合適， 都可以使結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害裂縫。

(4)加強構(gòu)造配筋問題。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中， 設(shè)計人員應(yīng)該重視對于構(gòu)造鋼筋的配置， 尤其是對樓面、 墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋直徑與數(shù)量的選擇。 對連續(xù)式板不易采用分離式配筋， 應(yīng)采用上下兩層(包括受壓區(qū))連續(xù)式配筋; 對轉(zhuǎn)角處的樓板(受雙向約束較大)宜配上下兩層放射筋， 孔洞處配置加強配筋; 對砼梁的腰部增加構(gòu)造鋼筋。

(5) 混凝土結(jié)構(gòu)形式與強度等級問題。在水平結(jié)構(gòu)(如梁、 板、 墻等)中，盡量采用中低檔砼的強度等級(C25~C35); 在結(jié)構(gòu)設(shè)計當中應(yīng)當特別注意混合結(jié)構(gòu)的約束狀態(tài)， 盡可能降低結(jié)構(gòu)的約束度(約束變形與自由變形之比); 鋼筋保護層厚度過薄， 對于耐久性不利， 過厚會增加開， 所以應(yīng)當根據(jù)耐久性要求的最小允許厚度確定。

3.2混凝土原料選用及配合比

(1)合理選擇級配優(yōu)良的砂、 石原材料， 含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

(2)合理選擇水泥品種、 配合比、 施工方法， 盡量避免采用早強高的水泥。

①對膨脹劑的用量要通過大量的試驗來確定。

②應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況， 及時調(diào)整施工配合比。

③對于大體積砼配合比設(shè)計時，在保證砼具有良好工作性能的情況下， 應(yīng)盡可能的降低砼的單位用水量， 采用"三低(低砂率、 低坍落度、 低水灰比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)"的設(shè)計準則， 生產(chǎn)出 "高強、 高韌性、 中彈、 低熱和高極拉值 "的抗裂砼。

4 砼混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理

(1)表面封閉法

該法主要通過在微細裂縫表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理。 通過在裂縫的表面涂抹水泥漿、 環(huán)氧膠泥或油漆瀝青等防腐材料， 以防止水分、 二氧化碳以及其他有害介質(zhì)的侵入。但是該法不適用于有明顯水壓的裂縫，和修復(fù)工作無法深入到裂縫內(nèi)部的裂縫。

(2)灌漿、 嵌縫封堵法

常見的封堵方法有下列幾種： 化學灌漿法、 嵌縫法、 封堵法、 涂膜堵漏法等。該法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的砼裂縫的修補， 它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入砼的裂縫中， 膠結(jié)材料硬化后與砼形成一個整體， 從而起到封堵加固的作用。 目前比較成熟的裂縫修補技術(shù)主要有 YJ - 自動壓力灌漿技術(shù)、 SR 塑性防水材料的嵌縫修補、 PBM聚合物封堵、 無壓力的涂膜堵漏法等。

(3)結(jié)構(gòu)加固法

一般通過加大砼結(jié)構(gòu)的截面面積、 預(yù)應(yīng)力加固、 外包型鋼、 噴射砼補強加固等措施。

(4) 混凝土置換法

具體工藝是：剔除砼→砼面層及鋼筋處理→置換材料的配置→ 養(yǎng)護及粉刷。 常用的置換材料有： 水泥砂漿、 聚合物或改性聚合物砼。

(5)電化學防護法

電化學防護法主要有三種： 陰極防護法、 氯鹽提取法、 堿性復(fù)原法。 它通過施加電場， 改變砼或鋼筋砼所處的環(huán)境， 防止鋼筋銹蝕， 從而達到防護的目的。

(6)仿生自愈合法

此法是模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能， 在砼傳統(tǒng)組分中加入特殊組分(如含黏結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)在砼內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當混凝土材料出現(xiàn)裂縫時， 部分液芯纖維可使砼裂縫重新愈合�；炷�土的自修復(fù)系統(tǒng)對基體微裂縫的修補和有效延緩潛在危害提供了一種新的思路和方法。

5 結(jié)論

通過對鋼混凝土砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因的了解，以及對裂縫控制和處理措施的最新進展的掌握， 可在施工中針對各種不同的情況， 采用各種有效的措施， 來預(yù)防和減少裂縫的產(chǎn)生， 以保證構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。

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