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(duì)于不同類(lèi)別的裂縫的成因進(jìn)行了歸納， 同時(shí)對(duì)目前常用的裂縫控制處理措施進(jìn)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫。這類(lèi)裂縫的分布是不規(guī)則且不貫通的，但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫差收縮的情況下，裂縫開(kāi)始擴(kuò)展， 最終形成肉眼可見(jiàn)的宏觀裂縫， 也就是砼工程中常說(shuō)的裂縫。如果不能及時(shí)修復(fù)和處理，隨著裂縫的擴(kuò)展及外部水的滲入最終導(dǎo)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(wèn)題， 此類(lèi)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(jì)引起的裂縫

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

2.2外荷載(動(dòng)、 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(guó)內(nèi)外調(diào)查資料顯示， 該類(lèi)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(lèi)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(dāng)受到約束和限制時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力， 應(yīng)力超過(guò)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(lèi)裂縫對(duì)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(wèn)題， 但是對(duì)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(jiàn)裂縫中占絕大多數(shù)。

2.4施工過(guò)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(dǎo)致的，主要有集料顆粒級(jí)配不良或采用不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配; 砼外加劑 (如防凍劑、 早強(qiáng)劑、 縮水劑等) 和摻和劑 (如粉煤灰、 高爐礦渣等) 選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng); 水泥品種原因; 水泥等級(jí)和砼強(qiáng)度等級(jí)原因。

(2) 混凝土配合比： 設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng); 配合比中水灰比過(guò)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(jì)中砂率、 水灰比選擇不當(dāng)造成砼和易性偏差。

(3)施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)： 現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r， 振搗不足或漏振等均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性， 誘導(dǎo)裂縫產(chǎn)生; 澆筑時(shí)風(fēng)速過(guò)大、 蒸發(fā)量大，混凝土收縮值大; 鋼筋被擾動(dòng)、 保護(hù)層過(guò)厚; 大體積混凝土澆筑， 對(duì)水化熱計(jì)算不準(zhǔn)、 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(dòng)而產(chǎn)生的裂縫; 現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不到位， 砼早期脫水引起的收縮裂縫; 模板變形、 拆除不當(dāng)造成的裂縫; 預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)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(jì)方面

(1)采用補(bǔ)償收縮砼技術(shù)。 常見(jiàn)的砼裂縫中， 相當(dāng)部分是由于砼收縮而造成的。要解決此類(lèi)問(wèn)題，可在砼中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償砼的收縮。實(shí)踐證明這是一種行之有效的處理措施。

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

(3)結(jié)構(gòu)約束問(wèn)題。結(jié)構(gòu)物的變形有三種： 自由變形、 約束變形和實(shí)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(guò)建筑材料的極限拉伸(抗拉強(qiáng)度)， 便引起裂縫。變形作用引起的作用力有最大值，設(shè)計(jì)者可以采取 "抗與放 "或 "抗放兼施"進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。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(qiáng)構(gòu)造配筋問(wèn)題。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置， 尤其是對(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)配筋; 對(duì)砼梁的腰部增加構(gòu)造鋼筋。

(5) 混凝土結(jié)構(gòu)形式與強(qiáng)度等級(jí)問(wèn)題。在水平結(jié)構(gòu)(如梁、 板、 墻等)中，盡量采用中低檔砼的強(qiáng)度等級(jí)(C25~C35); 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)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(hù)層厚度過(guò)薄， 對(duì)于耐久性不利， 過(guò)厚會(huì)增加開(kāi)， 所以應(yīng)當(dāng)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(jí)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(qiáng)高的水泥。

①對(duì)膨脹劑的用量要通過(guò)大量的試驗(yàn)來(lái)確定。

②應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況， 及時(shí)調(diào)整施工配合比。

③對(duì)于大體積砼配合比設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)準(zhǔn)則， 生產(chǎn)出 "高強(qiáng)、 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(guò)在微細(xì)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(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫及深進(jìn)裂縫的處理。 通過(guò)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(wú)法深入到裂縫內(nèi)部的裂縫。

(2)灌漿、 嵌縫封堵法

常見(jiàn)的封堵方法有下列幾種： 化學(xué)灌漿法、 嵌縫法、 封堵法、 涂膜堵漏法等。該法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的砼裂縫的修補(bǔ)， 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(gè)整體， 從而起到封堵加固的作用。 目前比較成熟的裂縫修補(bǔ)技術(shù)主要有 YJ - 自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)、 SR 塑性防水材料的嵌縫修補(bǔ)、 PBM聚合物封堵、 無(wú)壓力的涂膜堵漏法等。

(3)結(jié)構(gòu)加固法

一般通過(guò)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(bǔ)強(qiáng)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(hù)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(xué)防護(hù)法

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

(6)仿生自愈合法

此法是模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)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(dāng)混凝土材料出現(xiàn)裂縫時(shí)， 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(duì)基體微裂縫的修補(bǔ)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(guò)對(duì)鋼混凝土砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因的了解，以及對(duì)裂縫控制和處理措施的最新進(jìn)展的掌握， 可在施工中針對(duì)各種不同的情況， 采用各種有效的措施， 來(lái)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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