淺談混凝土結構裂縫成因及處理技術

辛德寧

摘要：目前，裂縫問題引起了人們的廣泛關注。因此，探討鋼筋混凝土結構裂縫的產(chǎn)生原因和預防措施及其補救措施是很有必要的。本文介紹了鋼筋混凝土裂縫類型及產(chǎn)生原因，從材料因素、設計因素和外界因素三方面論述了預防裂縫的具體方法。

關鍵詞：混凝土結構；裂縫成因；預防措施；處理方法

1.混凝土裂縫的成因

混凝土結構的裂縫是一個相當普遍的現(xiàn)象，大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。本章將就混凝土結構中常見裂縫進行分類，并對結構中占主要部分的裂縫進行成因分析。

1.1 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

如前所述，混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產(chǎn)生的原因也非常復雜，而非結構性裂縫約占混凝土結構裂縫的80%左右，是混凝土結構中的主要裂縫和常見裂縫，下面將對幾種主要的非結構性裂縫的產(chǎn)生原因進行詳細分析。

1.2 收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。

（1）塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫多產(chǎn)生于新澆混凝土表面，大多產(chǎn)生于混凝土初凝后、終凝前。

主要成因分析：①混凝土澆注后未及時覆蓋，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時混凝土強度極低，不能抵抗這種變形應力而導致開裂；②水泥用量過多，或使用過量粉砂，或混凝土水灰比過大；③使用有滲透性的柔性模板，模板、墊層過于干燥，吸水大；④振搗不足。

（2）干燥收縮裂縫

這類裂縫一般在混凝土澆注一段時間后出現(xiàn)，裂縫多為表面性的，寬度較細，多在0.05～0.2mm。

主要成因分析：①混凝土澆注后養(yǎng)護不當，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內(nèi)部混凝土約束出現(xiàn)拉應力，引起混凝土表面開裂；②混凝土連續(xù)長度較長，整體收縮大；③混凝土級配中砂石含泥量大，收縮大，抗拉強度低；④混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。

（3）自身收縮裂縫

在常溫下混凝土構件與環(huán)境不發(fā)生任何水分交換時所產(chǎn)生的收縮裂縫。

主要成因分析：這與高粘結材料在水泥灰漿基體中產(chǎn)生較多細小的收縮孔有關，是由于持續(xù)的水化消耗了毛細孔的水造成自身收縮坍塌所致。

（4）碳化收縮裂縫

這類裂縫在結構表面出現(xiàn)，呈花紋狀，無規(guī)律性，裂縫一般較淺，深度為1～6mm，裂縫寬度為0.05～0.2mm，多發(fā)生在混凝土澆注完成后數(shù)月或更長時間。

主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結構內(nèi)部未碳化混凝土的約束而導致表面發(fā)生龜裂。

1.3 溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析

溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大而形成的。。

主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是大體積混凝土基礎澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，當溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時，將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生較大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)裂縫。

1.4 沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析

沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫，走向與基礎沉陷情況有關，可能出現(xiàn)在結構的上部或下部，一般與地面垂直。

主要成因分析：①結構、構件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，未經(jīng)夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫；②結構各部荷載懸殊，未作必要的加強處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結構應力集中而導致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；④冬季施工時模板支架支承在凍土層上，若上部結構未達到規(guī)定強度，地層化凍下沉，使結構下垂或產(chǎn)生裂縫。

2.混凝土結構裂縫的處理技術

裂縫不但會影響結構的整體性和剛度，還會降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力，因此在實際工程中，應根據(jù)裂縫的性質(zhì)和實際情況區(qū)別對待，及時處理，以保證建筑物的安全。

2.1表面封閉法

表面涂抹和表面貼補適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。

2.2灌漿、嵌縫封堵法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設備（壓力0.2～0.4Mpa）將補縫漿液注入砼裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。

2.3結構加固法及混凝土置換法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時 間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構加固法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理。

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

3.結論與展望

鋼筋混凝土結構裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面，建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因?qū)е赂鞣N裂縫出現(xiàn)，是不可避免的，因此加強鋼筋混凝土結構出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的，設計、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯(lián)系、相互制約的，必須全面系統(tǒng)的考慮。從裂縫的分類入手，弄清裂縫出現(xiàn)的原因，對裂縫采取措施加以正確的處理，能夠避免鋼筋混凝土結構裂縫的產(chǎn)生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)，保證建筑物和構件安全、穩(wěn)定地工作。

參考文獻：

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