摘要：分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及形態(tài)，探討了混凝土裂縫的修補(bǔ)方法，并對幾種修補(bǔ)方法進(jìn)行了比較，以解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，從而提高混凝土工程的耐久性。 

　　關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土；裂縫形態(tài)分析；修補(bǔ)方法 　 

　　1　前言 　 

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋與混凝土兩種性質(zhì)不同的材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，是一種耐久性比較好的材料，被廣泛應(yīng)用到國內(nèi)外工程實(shí)例中。但它在長期的使用過程中，功能將逐漸減退，直至最終達(dá)到破壞，這是一個不可逆的過程，實(shí)際上也就是耐久性的問題。隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)功能日趨復(fù)雜，商品混凝土的增加和混凝土強(qiáng)度等級的提高，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的幾率大大增加，這些裂縫的出現(xiàn)，不僅影響了混凝土表面的觀感質(zhì)量，更嚴(yán)重的是造成了結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋的提前銹蝕，降低了混凝土的抗?jié)B性，影響了結(jié)構(gòu)的正常使用及耐久性能，認(rèn)真分析這些裂縫的原因，采取針對性的措施，對提高混凝土工程的耐久性有著重要意義。  

　　2　裂縫原因分析 　 

　　致使建筑物裂縫的因素很多，宏觀上可分為原材料質(zhì)量低劣或選用不當(dāng)，施工質(zhì)量不合格，設(shè)計(jì)錯誤，使用不當(dāng)或環(huán)境的不良影響等四個方面。 

　　原材料對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫影響最大的是水泥品種及質(zhì)量，單就裂縫而言，硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥水化熱較高，大體量現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)易于裂縫；火山灰水泥及快硬水泥干縮性大，大面積混凝土結(jié)構(gòu)易于裂縫；礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥抗凍性較差，干濕交替工程易于裂縫。礦渣水泥易發(fā)生沉縮和泌水現(xiàn)象。水泥含量越高，混凝土收縮越大，產(chǎn)生裂縫的可能性就越大。砂石含泥量過大，存在反應(yīng)性骨料，外加劑不當(dāng)或過量等，均容易造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。 

　　施工質(zhì)量不合格對建筑物裂縫形成最為直接，分混凝土、鋼筋及模板三方面�；炷�土方面，如混凝土配合比不當(dāng)或泵送時改變了配合比，混凝土摻合料拌合不勻，混凝土攪拌時間不夠或過長，混凝土澆筑順序或接打處理不當(dāng)，混凝土振搗不充分，混凝土硬化前受震動或受力，混凝土養(yǎng)護(hù)不及時或不充分或受凍。混凝土強(qiáng)度過低會直接降低結(jié)構(gòu)的抗裂性。鋼筋方面，如混凝土在結(jié)硬期鋼筋被擾動，鋼筋保護(hù)層過小。模板方面，如模板變形，模板支撐下沉，模板漏漿，過早拆模。 

　　設(shè)計(jì)錯誤造成的結(jié)構(gòu)裂縫，主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)方案及布置不合理，結(jié)構(gòu)計(jì)算錯誤，結(jié)構(gòu)抗裂性過低，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理等方面。內(nèi)力分析常見的錯誤是，計(jì)算簡圖與實(shí)際不符，荷載取值偏小或漏項(xiàng)，未考慮溫度收縮應(yīng)力及地基差異沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力；承載力計(jì)算常見的錯誤是，安全度取值偏低，配筋量不足，只算抗彎，不計(jì)算抗剪、抗扭；結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算常易被忽視，尤其是手算；結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理，主要是伸縮縫及施工縫設(shè)置不當(dāng)，配筋不合理，只配受力鋼筋，忽略構(gòu)造鋼筋的作用和配置，如簡支梁板入墻不配負(fù)筋，現(xiàn)澆連續(xù)板只配受力鋼筋，不設(shè)收縮溫度筋，高梁不設(shè)腰筋等。 

　　使用不當(dāng)及環(huán)境的不良影響，多表現(xiàn)為荷載超過設(shè)計(jì)規(guī)定，周圍存在酸、鹽及氯化物等有害介質(zhì)作用，環(huán)境溫、濕度急劇變化，構(gòu)件各部位溫、濕度差過大，表面受熱過度或火災(zāi)，建筑物處于反復(fù)凍融和干濕交替狀態(tài)等。 　 

　　3　裂縫形態(tài)分析 　 

　　3.1荷載裂縫 

　　荷載裂縫又稱受力裂縫，是外荷載作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫。這種裂縫規(guī)律性極強(qiáng)，一般通過計(jì)算分析可以得出確切的結(jié)論。典型的簡支梁受力裂縫，跨中為正截面受彎裂縫，垂直于梁軸，下大上��；端部為斜截面受剪裂縫，起始于支座，指向梁頂集中荷載。鋼混凝土柱在軸心受壓荷載下的裂縫，裂縫沿柱軸縱向分布，中間稍密。大偏心受壓柱裂縫，裂縫集中在最大彎矩部位，受拉面裂縫為水平走向，外大內(nèi)小，垂直于柱軸；臨近極限狀態(tài)，受壓面混凝土有壓碎現(xiàn)象。牛腿受力裂縫，受剪裂縫起始于集中荷載作用點(diǎn)，斜向牛腿外斜面與下柱面交匯點(diǎn)延伸；受彎裂縫起始于牛腿支承面與上柱面交匯點(diǎn)，斜向柱內(nèi)延伸�？蚣芙Y(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓蓋裂縫，板面裂縫成環(huán)狀，沿框架梁邊分布；板底裂縫成十字或米字，集中于跨中。預(yù)應(yīng)力大型屋面板張拉裂縫，裂縫分布于板面，垂直于長軸，由板面向下延伸；有的縱肋預(yù)應(yīng)力筋端部還存在局壓裂縫。轉(zhuǎn)角陽臺或挑檐板裂縫，位于板面，起始于墻板交界，以角點(diǎn)為中心成米字形向外延伸。  

　　3.2溫度收縮裂縫 

　　溫度收縮裂縫是建筑物最常見的一種裂縫，主要是由于結(jié)構(gòu)溫度變形及材料收縮變形受阻及應(yīng)力超標(biāo)所致。據(jù)調(diào)查，收縮裂縫與原材料品質(zhì)、施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)類型較為密切，一般現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)或超靜定結(jié)構(gòu)較裝配式結(jié)構(gòu)或靜定結(jié)構(gòu)收縮裂縫多；平面尺寸大、施工質(zhì)量差的房屋收縮裂縫相對較多。典型的現(xiàn)澆樓板收縮裂縫主要集中于房屋中部，沿樓層方向沒有明顯差異，裂縫形態(tài)為棗核狀，中間粗兩端細(xì)，絕大部分止于梁、墻邊。 

　　3.3碳化銹蝕裂縫 

　　我國《鋼鐵工業(yè)建(構(gòu))筑物可靠性鑒定規(guī)程》關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性給定了評估方法，該方法主要建立在混凝土碳化及鋼筋銹蝕的基礎(chǔ)上，認(rèn)為混凝土碳化到鋼筋部位，鋼筋失去了混凝土鈍化膜保護(hù)，會逐漸生銹，鋼筋生銹后體積膨脹，會引起混凝土沿鋼筋開裂；混凝土裂縫的開展，反過來又促使鋼筋更快銹蝕，尤其是當(dāng)環(huán)境濕度較大，周圍存在有害介質(zhì)時，這種惡性循環(huán)速度顯著加快。因此，碳化銹蝕裂縫，必須給予高度重視。碳化銹蝕裂縫的特征是，裂縫沿鋼筋分布，系由膨脹鐵銹向外將混凝土脹開，裂縫周圍混凝土發(fā)酥，高出原有混凝土表面，并附著有褐色銹潰滲出物。 　 

　　3.4反復(fù)凍融產(chǎn)生的裂縫 

　　驗(yàn)研究表明，長期與水接觸的混凝土，當(dāng)溫度為-4~-20℃時，表現(xiàn)為“冷脹熱縮”。寒冷地區(qū)的外露混凝土結(jié)構(gòu)，年復(fù)一年地遭受雨雪浸蝕，長期處于干濕交替、反復(fù)凍融的狀態(tài)下，當(dāng)混凝土密實(shí)度較差、空隙率較大時，容易產(chǎn)生凍脹裂縫，造成結(jié)構(gòu)表面混凝土酥松、剝落，引起鋼筋銹蝕。 　 

　　3.5沉縮裂縫 

　　混凝土在硬化過程中，因塑性下沉所產(chǎn)生的裂縫稱為沉縮裂縫，或塑性收縮裂縫。沉縮裂縫一般在混凝土澆筑后1～3小時發(fā)生，主要出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)變截面處、梁板交接處、梁柱交接處及順鋼筋部位。沉縮裂縫形態(tài)與收縮裂縫相似，為水平分布，呈兩端細(xì)中間粗的棗核狀。引起混凝土沉縮的主要原因是水灰比及混凝土流動性過大，致使混凝土產(chǎn)生泌水下沉；或水分蒸發(fā)過快，使混凝土結(jié)硬時下沉加大；或振搗不充分，混凝土未沉實(shí)或沉實(shí)不均勻。沉縮變形比收縮變形大數(shù)十倍。沉縮裂縫一般可通過初凝前的二次抹面一收水壓實(shí)處理克服。  

　　3.6其它 

　　混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)后產(chǎn)生的裂縫，模板變形產(chǎn)生的裂縫，支撐下沉產(chǎn)生的裂縫，澆筑過快或高度過高混凝土下沉產(chǎn)生的裂縫，堿骨料反

應(yīng)產(chǎn)生的梁柱軸向裂縫及墻面網(wǎng)狀裂縫，摻合料不均勻產(chǎn)生的局部膨脹收縮裂縫，拌合或運(yùn)輸時間過長產(chǎn)生的網(wǎng)狀裂縫，振搗不充分產(chǎn)生的局部裂縫等等。 

　　4　裂縫的修補(bǔ)和補(bǔ)強(qiáng)加固方法 　 

　　4.1非結(jié)構(gòu)性裂縫的修補(bǔ)方法 

　　對于結(jié)構(gòu)受力影響不大的混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫，為了滿足美觀和使用上的要求、防止鋼筋的銹蝕、減少滲漏、提高耐久性，需對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，這樣的修補(bǔ)一般起到增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗裂度的作用，常用的修補(bǔ)方法分為表面修補(bǔ)和內(nèi)部修補(bǔ)兩類。 

　　4.1.1表面修補(bǔ)法 

　　本方法是沿構(gòu)件表面涂刷水泥漿、瀝青、環(huán)氧樹脂等材料來修補(bǔ)構(gòu)件表面細(xì)小的混凝土裂縫，對于混凝土干縮裂縫�？梢圆捎眠@種辦法來進(jìn)行修補(bǔ)。另外，對于中等寬度的溫度裂縫，還可以采用向裂縫中填充剛性材料(水泥砂漿、膨脹砂漿和樹脂砂漿等)和彈性材料(丙烯酸樹脂、硅酸脂、聚硫化合物、合成橡膠等)以固定裂縫和阻止裂縫的擴(kuò)張。 

　　4.1.2內(nèi)部修補(bǔ)法 

　　內(nèi)部修補(bǔ)法是采用壓力灌漿，它不僅修補(bǔ)混凝土表面的裂縫，而且能注入到構(gòu)件的內(nèi)部，對裂縫進(jìn)行粘合封閉和補(bǔ)強(qiáng)。為了提高灌漿的飽和度，一般采用壓力灌漿。將灌漿料按一定比例加水后直接灌漿，設(shè)有灌漿咀，加壓灌漿的壓力一般為4～6大氣壓，灌漿應(yīng)由一端至另一端進(jìn)行，設(shè)排氣孔，應(yīng)從孔中流出灌漿液體，保證灌漿均勻飽滿。目前常采用的灌漿材料有純水泥灌漿料、自密性灌漿料和環(huán)氧樹脂灌漿料等，對于施工裂縫和較大寬度裂縫，大多采用此方法進(jìn)行修補(bǔ)。 　 

　　4.2結(jié)構(gòu)性裂縫的加固補(bǔ)強(qiáng)方法 

　　如前所述，由于結(jié)構(gòu)性裂縫主要是由于構(gòu)件在荷載作用下引起的，所以對于這類裂縫的加固，必須根據(jù)實(shí)際情況，通過計(jì)算分析方能確定其加固的方案，其計(jì)算方法在相關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和手冊上均有介紹，在這里只簡單羅列一些常用的加固方法。 

　　4.2.1加大截面法 

　　這種方法是采用增大原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的截面積，以提高其承載力和滿足正常使用的加固方法。這種加固方法用于加固混凝土結(jié)構(gòu)中梁、板、柱和屋架等砼構(gòu)件，起到良好的作用。對于鋼筋混凝土板而言，可以在板底或板面增加3-10mm厚的砼，鋼筋要有可靠的連接，為增加新舊砼之間的粘結(jié)力，在澆灌砼之前，先刷砼介面劑。也可采用噴射砼的方法進(jìn)行施工。增加的板厚、鋼筋的面積應(yīng)通過計(jì)算確定。 

　　4.2.2補(bǔ)加新鋼梁減少板跨度的加固法 

　　這種加固方法其實(shí)是分荷結(jié)構(gòu)加固法。鋼梁可以用工字鋼、糟鋼等，鋼梁兩端焊接在事先用化學(xué)錨栓固定在鋼筋混凝土梁側(cè)的預(yù)埋鋼板上，施工時要采用千斤頂?shù)裙ぞ邔�鋼梁頂緊板底，必要時可在鋼梁梁面上敷上環(huán)氧樹脂砂漿等。也可以用鋼箍將鋼梁與砼板箍緊，保證鋼梁和板共同工作。也可采用現(xiàn)澆次梁方法加固。 　 

　　4.2.3外部粘貼鋼板加固法 

　　粘貼鋼板加固法是指用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)膠粘劑把鋼板貼在構(gòu)件外部的一種加固方法，這是一種新型的加固技術(shù)。 

　　粘鋼施工要求：首先對補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件混凝土表面進(jìn)行處理，鑿去粉刷層在混凝土表面層進(jìn)行打磨，清洗干凈，并用丙酮擦拭；對鋼板進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直；對加固構(gòu)件卸荷，可采用千斤頂頂升；按要求配制膠粘劑，用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板表面上，將鋼板粘貼于預(yù)定的位置上，并用夾具或支撐固定，24h后即可卸除支撐；最后必須用小錘輕敲鋼板檢查是否有空鼓，如發(fā)現(xiàn)有空鼓應(yīng)剝下鋼板補(bǔ)膠重貼。鋼板表面必須用1：3水泥砂漿保護(hù)，厚度25mm，如果沒有砂漿粉面層，應(yīng)做防銹處理，涂紅丹二道，再涂面漆一道。 

　　　4.2.4粘貼碳纖維布加固法 

　　這種加固方法和粘貼鋼板加固法有些類似，砼表面處理方法相同。碳纖維布、膠粘劑等必須滿足《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006的質(zhì)量要求，對于砼表面凹凸不平處宜用底膠填平，碳纖維布用滾筒在同一方向滾壓，碳纖維布在延伸長度范圍內(nèi)通長設(shè)置垂直于纖維方向的壓條。碳纖維布貼好后，在其表面再刷二道膠粘劑，撒一些大粒砂子。 

　　當(dāng)然對于結(jié)構(gòu)裂縫的修補(bǔ)或補(bǔ)強(qiáng)加固措施還有很多，只有在實(shí)踐過程中，根據(jù)各個工程實(shí)際情況，綜合考慮安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，在加固設(shè)計(jì)中提出相應(yīng)的處理對策隨后再進(jìn)行加固；避免裂縫對構(gòu)件造成進(jìn)一步的危害，保證結(jié)構(gòu)的安全使用。 　　 

　　5　結(jié)語 　　 

　　近幾十年乃至今后很長一段時間，鋼筋混凝土在建筑行業(yè)還將處于主導(dǎo)地位，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的重要因素。如何控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是一門邊緣科學(xué)，也是一個系統(tǒng)工程，必須綜合考慮設(shè)計(jì)、材料、施工、使用及外界環(huán)境條件。文中主要從鋼筋混凝土開裂的形態(tài)進(jìn)行了分析，以及混凝土裂縫的幾種修補(bǔ)措施。