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摘要：混凝土结构体产生的裂缝长期以来严重影响着混凝土结构的安全性、抗渗性和耐久性。
关键词：混凝土裂缝；产生原因；修补办法
引言
混凝土结构，从其严格意义来讲裂缝是始终存在的，在不承受荷载的情况下也会产生肉眼不可见的微细裂缝。因为混凝土是一种非匀质脆性材料，由骨料、水泥及存留其中的气体和水组成，在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现分布不规则，且不连贯的初始微裂，所以存在裂缝是绝对的，无裂缝是相对的。
1.混凝土裂缝产生原因
裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手，正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效途径。尤其对接下来的裂缝修补是非常重要的，必须在搞清开裂原因之后再行修补，否则，往往造成修补后裂缝仍在扩展而不得不再次进行修补的后果。产生裂缝的主要原因大致可分为：与材料性质有关的、与施工有关的、与使用及环境条件有关的、与结构及外力有关的四大类主要原因：
2.混凝土裂缝的分类
2.1按裂缝的成因划分
根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。(1)结构性裂缝是由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。(2)非结构性裂缝是由各种变形变化引起的裂缝。它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。从国内外的研究资料以及大量的工程实践看,非结构性裂缝在工程中占了绝大多数,约为80%,其中以收缩裂缝为主导。
2.2按裂缝产生的时间划分
(1)施工期间出现的裂缝包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝、施工操作不当出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝以及一些不规则裂缝。(2)使用期间出现的裂缝包括钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、冻融循环造成的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝以及循环动荷载作用下损伤累积引起的裂缝等。
2.3按裂缝的形状划分
裂缝按形状可分为:①纵向裂缝：平行于构件底面,顺筋分布,主要由钢筋锈蚀作用引起；②横向裂缝：垂直于构件底面,主要由荷载作用、温差作用引起；③剪切裂缝,由于竖向荷载或震动位移引起；④斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝,常见于墙体混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起；⑤ X形裂缝,常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的撞击作用或者地震荷载作用引起；⑥各种不规则裂缝,如反复冻融或火灾等引起的裂缝。此外,还有因为混凝土拌和或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。
2.4按裂缝的发展状态划分
根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势,可分为以下两类:(1)稳定裂缝。这种裂缝不影响持久应用,包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝,常见于一些新建的防水工程中,这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca(OH)2晶体且部分Ca(OH)2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶,两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭，从而渗漏停止,裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝,如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。(2)不稳定裂缝：这种裂缝将产生不稳定性的扩展,影响结构物的持久使用，应视其扩展部位，采取相应的措施。
3混凝土裂缝修补方法
为了使混凝土结构因开裂而降低的安全性、耐久性、不透水性及美观等功能得以恢复，根据裂缝产生的原因分析和掌握的裂缝现状，选择适当的修补方法对裂缝进行必要的修补，使其能恢复到或接近于开裂前的状态。
3.1表面处理法
将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿裂缝凿成深15-20mm、宽150mm-200mm的凹槽，扫净并洒水湿润，先刷一层水泥净浆，然后用1：l～2 水泥砂浆分2～3 层涂抹，总厚度控制在l0-20mm，并压实抹光，抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜，并用支撑模板顶紧加压。通常在裂缝宽度较窄且不以恢复结构强度为目的的情况下，可采用在混凝土表面沿着裂缝铺设薄膜的方法进行修补，一般使用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。当裂缝有可能变化并以防水为修补目的时，可使用带有伸缩性的焦油环氧树脂等。当裂缝间距较小，分布比较集中时，也可将整个表面铺设薄膜。将裂缝附近混凝土表面用钢丝刷子等打毛，并用水清洗后再令其干燥。在铺设薄膜之前要将混凝土表面的气孔等用油灰状的树脂予以填平。当遇到裂缝宽度较宽、受力较大情况时，可采用复合增强纤维(如碳纤维)等材料对裂缝作粘贴加强，粘贴宽度以350～400mm为宜。
3.2充填及注入法
当混凝土裂缝比较宽时，也可使用将树脂或无机类材料注入或填充于裂缝的方法进行修补。其中环氧树脂注入还能起到恢复结构构件强度的修补作用。充填这种修补方法主要使用在表面处理方法不能充分满足耐磨及防腐性要求的场所，一般使用树脂砂浆类填充材料，但有时也使用水泥砂浆及沥青等。首先沿裂缝开凿V形或U形槽，V形槽用来充填树脂砂浆时毫无问题，当充填普通砂浆时，V形槽容易使砂浆剥离脱落，此时最好开成U形槽。注入法是一种不仅可修补混凝土表面，而且能注入其内部的修补方法。一般使用环氧树脂浆液作为注入材料，因其具有较高的粘结强度和一定的弹性等优点，故恢复结构整体性效果较好。首先沿着需要修补的裂缝安设注入用管，而裂缝的其它部位可用V形槽充填法、表面薄膜法、或粘胶带法等封住，以防注入材料漏掉，之后可采用电动泵注入树脂。在注入树脂之前，先要送气以清扫裂缝并进行注入检查，然后慢慢地注入树脂。注意注入速度不能过快，以免堵塞或因所加压力过大导致裂缝开裂加剧。
结束语
随着对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝的问题将会逐渐得以圆满地解决。
参考文献
[1]李瑞华,梁斌万.混凝土施工中非结构性裂缝产生原因及防治[J].施工技术,2002,(4).
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002,(5).
[3]王宗昌,屈芳民,蔡荣生.混凝土结构裂缝的分类特征及密封处理[J].混凝土,2002,(5).
论文作者:王文
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
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