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摘要：混凝土结构工程的裂缝，是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。混凝土是一种非均质脆性材料，由骨料、水泥石以及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，造成在混凝土内出现微裂缝。
在实际工程中，往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力，而且直接影响结构耐久性，缩短使用寿命，也为人的观瞻难以接受，造成恐惧心理压力，影响建筑美观，为装修造成困难。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝，或减少裂缝的数量和宽度，特别是避免出现有害裂缝。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。
关键词：混凝土裂缝；处理措施
一、混凝土裂缝的类型及成因分析
混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。造成混凝土裂缝的原因是多方面的。一般而言，可分为混凝土自身原因和外部原因两大类［1］。在此，我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。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的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图1。
图1 工程结构裂缝控制链
（一）混凝土因自身特性产生裂缝
1、收缩裂缝
收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时，不会产生裂缝，而实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束，因而内部产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。一般情况下随着环境温度变化，混凝土也将产生热胀冷缩现象，因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些，反之，随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为：早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。见表2
这种收缩成为宏观收缩的一部分；但水化收缩大部分变成水泥石中的孔隙.
如果混凝土的体积变化受到束约，且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时，就会产生开裂。可以说，混凝土自身收缩是其固有的物理特性，而由此类原因产生的收缩裂缝，占常见裂缝的绝大多数。
2、 温度裂缝
温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。
一类为由于混凝土内部存在一个温度差，从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中，出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期，其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热，在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快，因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度，产生温差，从而产生温度应力，当温度应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，此类裂缝宽度一般情况下不会超过0．3mm，但若施工过程中控制不当，温差过大，有时局部也会超过0．3mm。此类裂缝有贯穿的，也有不贯穿的。对于对大体积混凝土，温升引起的膨胀是极其危险的。由于混凝土体积大，聚积在内部的热量不易散发，导致混凝土内部温度就显著升高；而混凝土表面散热较快，这样便形成较大的内表温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生表面裂缝。同时，随着水化反应的减弱，混凝土将逐渐降温，这个降温过程则会引起混凝土的收缩变形；加上混凝土多余水分蒸发也会引起的体积变形，当它们受到地基和结构边界的约束，会产生较大的收缩应力（拉应力），当该收缩应力超过混凝土抗拉应力时，混凝土会产生贯穿整个截面的裂缝。
另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的，而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化，通过热胀冷缩效应，对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚，一般在混凝土硬化后1～2年出现，一旦出现通常是贯穿的，宽度一般≤0．3mm，但个别局位也会超过0．3mm。例如，在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处，由于墙角两侧的混凝土墙体受太阳的照射，温度升高，产生膨胀，从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力，其合力为45º方向，若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时，则在墙角处的混凝土楼板会在与外界45º拉应力合力方向相正交的方向产生45º的斜裂缝。由于对混凝土楼板来讲这个温度变化而产生拉应力来自外部和结构有关，因而，这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论［2］。
影响温度裂缝的主要因素有：水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。
3、 混凝土结构受力裂缝
结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%—40% 的设计荷载，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的（这类裂缝有的文献称之为无害裂缝）。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2—0.3nun对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。
（二）施工工艺及流程造成的裂缝
1、施工不当造成的裂缝
混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉，或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝；施工控制不严，由于施工荷载过大而导致出现裂缝。
2、在施工中，不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响
振捣时间过短，或振捣不到位，混凝土都无法达到密实状态；而如果振捣时间过长，石子下沉上面砂浆偏多，该处水泥较多，干缩变形也就较大，收缩不均匀也容易产生裂缝。
3、模板、垫层过于干燥
模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水过大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。
4、抹干压光造成的裂缝
过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。
5、养护不当造成的裂缝
过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护，如干燥过快，则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素，一般情况下，在混凝土初凝时，需开始养护。养护措施要合理，应该采用麻袋覆盖浇水养护，以保证混凝土表面能够充分的湿润，养护时间应在7 天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间，更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。
6、后浇带施工不慎而造成的裂缝
为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力，规范要求采用施工后浇带法，有些施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留企口缝：板的后浇带不支模板．造成斜坡槎；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
7、砼的弹性变形及支座处的负弯矩
施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形，致使砼早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护，将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。此外，大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
三、混凝土裂缝的处理措施
3.1表面修补处理法
表面修补法是一种简单、常见的修朴方法．它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料．在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施［3］。
3.2灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补．它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中．胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的［4］。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法．它通常是沿裂缝凿槽．在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以迭到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡腔等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3结构加固法
当裂缝影影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积．在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4混凝土置换法
混凝土置换珐是处理混凝土严重损坏的一种有效方法．此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.5电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护珐、氯盐提取法、缄性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。
3.6仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝娃理方法它模仿生物组织对受刨伤部位自动分泌某种物质．而使刨刨伤部位得到愈合的机能．在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含拈结剂的液芯纤维或胶囊）。在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分秘出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合［5］。
四、结束语
通过本文的研究，混凝土裂缝处理的方法主要有：表面修补处理法、灌浆、嵌缝封堵法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法。
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，其危害是巨大的，它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，影响结构的耐久性、安全使用年限，给人们的生活带来潜在的危害。因此我们必须高度重视，在工程实践中以预防控制为主，若结构出现裂缝要认真分析原因，认真研究、区别对待，要对混凝土裂缝进行采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献：
［1］ 江传良，冼巧玲．钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治[J]．科学技术与工程，2006，（01）．
［2］ 耿欧.现浇钢筋混凝土板裂缝原因分析及防治措施 ［J］.东南大学学报.（9）：44-45
［3］徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制——“王铁梦法”应用事例集［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.
［4］何星华，高小旺.建筑工程裂缝防治指南［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.
［5］过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析［M］.北京：清华大学出版社，2003，5.
论文作者:杨书辉
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/28
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 应力论文; 表面论文; 温度论文; 构件论文; 结构论文; 《基层建设》2016年9期论文;