導(dǎo)讀

說(shuō)起混凝土的歷史，我們可以追溯到很久遠(yuǎn)的年代。早在19世紀(jì)20年代，就出現(xiàn)了波特蘭水泥，由于原料易得，造價(jià)也不是很高，并且強(qiáng)度和耐久性也不錯(cuò)，因而得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)建筑工程的發(fā)展，施工工藝也不斷改進(jìn)，混凝土的需求量也越來(lái)越大，在工程項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用。然而，混凝土雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，耗能低、強(qiáng)度高、耐久性好等等，但是也存在著一些弊端。其中，首當(dāng)其沖的當(dāng)然就是混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題了。

裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中是一種特別普遍的現(xiàn)象。在混凝土的施工過(guò)程中，裂縫的出現(xiàn)除了會(huì)影響建筑物的抗?jié)B能力之外，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕，降低材料的耐久性，從而進(jìn)一步影響建筑物的使用功能以及建筑物的承載能力。裂縫問(wèn)題經(jīng)常會(huì)以不同的形式存在于混凝土結(jié)構(gòu)中，幾乎可以說(shuō)是無(wú)處不在。我們常說(shuō)的控制結(jié)構(gòu)的裂縫并不是說(shuō)完全控制得住，而是在某種程度上降低它的破壞性，將它控制在一定的合理范圍之內(nèi)，從而確保建筑工程的質(zhì)量。

古書云：“揚(yáng)湯止沸，不如絕薪止火”，的確，任何事情不能只治標(biāo)不治本，我們得追根溯源，從最基本的步驟、起因看起，這樣我們才能從根源下手，對(duì)癥下藥。那么，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因究竟是什么呢？又有哪些措施與手段來(lái)進(jìn)行控制？我們又該如何去更好的控制混凝土裂縫呢？不要急，接下來(lái)，就跟小編一起來(lái)看看這些問(wèn)題吧！

一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因有很多種，由于混凝土抗拉能力很低，它屬于脆性材料，所以當(dāng)施工和使用過(guò)程中，溫度、濕度發(fā)生變化、地基不均勻沉降時(shí)，極易產(chǎn)生裂縫。這些裂縫大體可以劃分為由外荷載引起的裂縫、由變形引起的裂縫以及由施工操作不當(dāng)而引起的裂縫。在具體項(xiàng)目建設(shè)中，混凝土裂縫產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

1、混凝土的硬化收縮

收縮是混凝土一個(gè)很重要的特性，對(duì)混凝土的性能有很大的影響。產(chǎn)生收縮裂縫的原因一般是在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行�；炷�土水化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，如果這些熱量得不到散發(fā)，就容易造成混凝土內(nèi)外部的溫差，讓混凝土變形，甚至因溫差過(guò)大而超過(guò)了極限產(chǎn)生裂縫。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫�；炷�土收縮裂縫對(duì)于暴露在大氣中的構(gòu)筑物，危害特別大，如不加以防止，可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。

2、溫度、濕度變形

混凝土是具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)受到外力束縛時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，其體積膨脹或受損受限。由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，加之混凝土的抗拉強(qiáng)度低，就容易因溫度變化而被拉裂，產(chǎn)生溫度裂縫。在工程中，這類裂縫較多見(jiàn)，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等�；炷�土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積會(huì)逐漸減小，稱為干縮。收縮裂縫較普遍，常見(jiàn)于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等，通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成。

3、構(gòu)件超載、結(jié)構(gòu)受荷

如構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，導(dǎo)致垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫出現(xiàn)，構(gòu)件在大剪力的作用下容易產(chǎn)生斜裂縫。結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30％—40％的設(shè)計(jì)荷載時(shí)，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺(jué)，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設(shè)計(jì)荷載的1．5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無(wú)害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0．2mm～0．3mm，對(duì)那些寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開(kāi)裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)認(rèn)為有害，需加以認(rèn)真分析，慎重處理。

4、地基下沉變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)施工中，造成開(kāi)裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對(duì)較大，使得裂縫一般是貫穿性的。如因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻下沉，也容易導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生，甚至隨著地基下沉而逐步拉伸、擴(kuò)大。

5、混凝土材料質(zhì)量、配合比

材料質(zhì)量問(wèn)題引起的裂縫是較常見(jiàn)的原因。配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度，是造成砼開(kāi)裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)�，這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。

6、施工工藝

混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過(guò)早拆模等都可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中，鋼筋表面污染，混凝土保護(hù)層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫�；炷�土養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。

二、混凝土結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)裂縫類型

混凝土裂縫是混凝土的一種多發(fā)癥狀，大多數(shù)存在于施工階段，原因復(fù)雜多變。一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無(wú)害。宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認(rèn)為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無(wú)害的，但是這里必須有個(gè)前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。

如果按照裂縫的成因來(lái)進(jìn)行劃分的話，可以劃分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類。結(jié)構(gòu)性裂縫是由各種外荷載引起的裂縫,也稱荷載裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫是由各種變形變化引起的裂縫，干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。

三、混凝土裂縫處理措施

1、結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

2、混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p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，然后再置換入新的材料，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等都是常用的置換材料。

3、灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓人混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。此法應(yīng)用范圍廣泛，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

嵌縫填充法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫(0.3mm)，作業(yè)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽，然后作填充處理。

4、電化學(xué)預(yù)防法

電化學(xué)防腐是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。陰極預(yù)防法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)預(yù)防法中常用而有效的三種方法。電化學(xué)防腐技術(shù)主要用于由氯離子侵蝕導(dǎo)致鋼筋銹蝕的結(jié)構(gòu)中，氯離子來(lái)自于混凝土本身、海水或除冰鹽。這種技術(shù)在鋼筋框架砌體結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用，以防鋼筋框架的銹蝕膨脹使砌體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)防方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長(zhǎng)期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

5、表面處理法

表面處理法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)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(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

四、混凝土裂縫預(yù)防措施

1.嚴(yán)格控制砼施工質(zhì)量

施工質(zhì)量由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開(kāi)裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段。盡量采用粒徑級(jí)配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時(shí)應(yīng)控制含泥量不能超過(guò)規(guī)范要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必須性能可靠，有利于降低混凝土凝固過(guò)程的水化熱。

2、良好的施工方案

施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來(lái)說(shuō)，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開(kāi)炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制砼入模溫度。

3、對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)

常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法是噴水，對(duì)一般砼結(jié)構(gòu)，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。澆筑后的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)混凝土內(nèi)部及表面溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),并根據(jù)溫度的變化情況及時(shí)采取適當(dāng)?shù)谋�溫、保濕養(yǎng)護(hù)措施。大體積砼由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強(qiáng)度增長(zhǎng)不同，常常是在強(qiáng)度增長(zhǎng)慢的表面開(kāi)裂，其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說(shuō)，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填，避開(kāi)外界氣候的影響，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn)，即7至28天，最好能長(zhǎng)些。