【文章內容簡介】 化學反應膨脹裂縫化學反應使滬寧圖內部不均勻膨脹，在內約束的作用下，導致混凝土開裂。包括水泥安定性不良裂縫、堿集料反應裂縫和鈣礬石膨脹裂縫等。水泥中含有過量的游離氧化鈣、氧化鎂，或者產生水泥時加入了過量石膏，將導致水泥體積安定性不良。安定性不良的水泥凝結硬化后，游離氧化鈣、氧化鎂的延遲水化，以及過量石膏與水泥中C3Af反應延遲生成的鈣礬石都會產生膨脹，導致混凝土開裂。安定性不良的水泥實際上是廢品，因此，由于導致的開裂在實際工程中很少發(fā)生。堿集料反應是混凝土中的堿與集料中活性SiO2發(fā)生的一種化學反應。其反應物為無膠凝性能的凝膠體，體積膨脹3~4倍，可產生很大的內應力導致混凝土開裂。（6）鋼筋銹蝕裂縫混凝土內部的堿性環(huán)境使鋼筋表面形成鈍化膜，起保護鋼筋，防止銹蝕的作用?；炷撂幱诟g環(huán)境下，或者在空氣中的CO2的作用下，內部的Ca(OH)2將不斷被消耗，稱中性化。中性化將使混凝土堿度降低，若中性化深度超過鋼筋保護層厚度時，會使鋼筋表面敦化膜破壞，鋼筋銹蝕膨脹，導致混凝土開裂?；炷林行曰l(fā)展速度與外部環(huán)境、混凝土組成材料以及密匙程度有關，因此，混凝土材料選擇和制備不當，或混凝土保護層太薄時，因此，當混凝土中含有過量的氯離子，或者建筑物處于氯離子介質環(huán)境中時，也易產生鋼筋銹蝕裂縫。（7）凍融裂縫寒冷或嚴寒地區(qū)，處于潮濕環(huán)境下的混凝土結構，混凝土內部水分結冰將產生體積膨脹，在反復凍融循環(huán)作用下，混凝土將產生凍融裂縫。有時地基土體的凍脹也可能導致混凝土開裂。凍融裂縫的產生于混凝土的密實程度和長期受潮有關。一般工業(yè)與民用建筑，凍融裂縫大部分出現(xiàn)在頂層混凝土挑槽、女兒墻、混凝土壓頂?shù)炔课?，少部分在底層勒腳部位出現(xiàn)。衛(wèi)生間、盥洗室靠近外墻的混凝土，因長期受潮多次凍融，有時也會出現(xiàn)裂縫。凍融裂縫的特點是裂縫附近混凝土酥松、表面砂漿剝落、鋼筋裸露，產生銹蝕。同時開裂情況伴隨時間的推移將不斷惡化。（二）鋼混凝土結構裂縫危害鋼筋混凝土結構是多組分復合材料，在各種條件變化和各種材料變形不一致的情況下,微觀裂縫的產生幾乎是不可避免的，這種細微裂縫如果不擴展或在一定范圍內擴展的話，它對一般的工業(yè)與民用建筑的正常使用是不會造成危害的，有害與無害的界限由結構使用功能 決定的。對鋼筋混凝土，特別是有充分構造配筋的鋼筋混凝土出現(xiàn)一定程度的裂縫，不會迅速導致破壞，只是限制裂縫寬度的問題，使其達不到有害程度。但實際使用過程中，鋼筋混凝土結構在荷載作用下或是進一步溫差和干縮的情況下，細微裂縫會開始開展并相互貫通，從而發(fā)展成較大裂縫,對結構造成極大的影響，形成危害。常見危害有：(1)影響鋼筋混凝土結構的承載能力；(2)引起鋼筋銹蝕，使保護層崩落；(3)影響鋼筋混凝土結構的正常使用；(4)降低結構剛度，影響建筑物的整體性；(5)影響鋼筋混凝土結構的耐久性能和使用壽命；(6)影響建筑物的美觀；(7)裂縫大的可能使結構或構件徹底報廢、造成工程返工、材料浪費、延遲工期以及較大 的經濟損失。（三）鋼筋混凝土結構裂縫的成因混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用過程中，當溫度、濕度發(fā)生變化，地基產生不均勻沉降時，極容易產生裂縫。裂縫的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。(1)粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大；集料顆粒級配不良容易增大混凝土收縮，使混凝土產生裂縫。(2)骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收縮量增大。(3)混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。(4)水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。(5)水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高 (1)混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產生的直接或間接成因。(2)水分蒸發(fā)、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。(3)模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。(4)混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫的關系密切。早期表面干燥或早期內外溫差較大更容易產生裂縫。(5)避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結構的開裂情況。(1)設計結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中，構造處理不當，所產生的構件裂縫。(2)設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。(3)設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。(4)設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。(5)設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。(1)地基變形在鋼筋砼結構中，造成開裂主要原因是地基的不均勻沉降。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力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。(2)溫度變形砼具有熱脹冷縮的性質，其線膨脹系數(shù)一般為1105/0C176。當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產生溫度變形，由此產生附加應力，當這種應力超過砼的抗拉強度時，就會產生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積砼的裂縫等。(3)濕度變形砼在空氣中結硬時，體積會逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結構、現(xiàn)澆框架結構等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。～‰，其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物，通常是摻加微膨脹劑等，這樣可基本解決砼的早期干縮問題。(4)結構受荷結構受荷后產生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如：拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30％～40％的設計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1．5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0．2mm～0．3mm，對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構件上出現(xiàn)裂縫，則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。(5)徐變砼徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也和很常見。據文獻記載受彎構件截面砼受壓徐變，可以使構件變形增大2～3倍，預應力結構因徐變會產生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。(6)周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕，引起裂縫。(7)意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。(8)野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。三、鋼筋混凝土結構裂縫的預防措施（一）材料措施(1)水泥：根據工程條件不同，盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。(2)粗骨料：適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿性反應；有害物質及泥土含量和壓碎指標值等滿足相關規(guī)范及技術規(guī)范規(guī)定。(3)細骨料：一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區(qū)砂、對運送混凝土宜選用中砂；所選的砂有害物質及混凝土含量和堅固指標等應滿足相關規(guī)范及技術規(guī)程規(guī)定。(4)外摻加料：宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。(5)極采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。(6)正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。(7)鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響。(8)鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導致砼開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的砼開裂。(1)配合設計應盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證；禁止任意增加水泥用量。(2)混凝土運輸過程中，車鼓保持在每分鐘約6轉，并到工地后保持攪拌車高速運轉到4至5分鐘，以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失，可以摻一定的外加劑以達到理想效果。(3)澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度、不得隨意留置施工縫。(1)混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用。結構設計中經常忽略構造鋼筋的重要性，因而經常出現(xiàn)構造性裂縫。合理的配筋，特別是構造配筋，細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸，可有效避免構造性裂縫的產生。(2)施工中對鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響。(3)鋼筋綁扎位置要正確，保護層厚度要盡量準確，不要超出規(guī)范規(guī)定；鋼筋表面應潔凈，鋼筋代換必須考慮對構件抗裂性能的影響。（二）施工措施(1)混凝土澆筑時應防止離析現(xiàn)象，振搗應均勻、適度；加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取防護措施，優(yōu)化混凝土配合比。(2)加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適度延長養(yǎng)護時間，在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養(yǎng)護，在澆水養(yǎng)護有因難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。(3)大體積混凝土施工，應做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構件內外溫差不超過規(guī)定。(4)開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結構。(5)加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到現(xiàn)場驗收，對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探，當探出有不利的地質情況時，必須先對其加固處理，并經驗收合格后，方可進行下一步施工。(6)合理安排施工順序。當相鄰建（構）筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎，以防基坑開挖破壞已建基礎的地基礎。當建（構）筑物各部分荷載相差較大時，一般應施工重、高部分，后施工輕、低部分。(7)避免在雨中或大風中澆灌混凝土。(8)對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。(9)夏季應注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護，必要時經試驗可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。(1)模板構造要合理，以防止模板間的變形不同而導致混凝土裂縫。(2)模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。(3)合理掌握拆模時機。拆模時間不能過早，應保證早齡期砼不損壞或不開裂；但也不能太晚，盡可能不要錯過砼水化熱峰值，即不要錯過最佳養(yǎng)護時機。（三）設施措施(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單，平面復雜的建筑物，容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂；控制建筑物的長高比，增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力。(2)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用加強措施。(3)控制建筑物的長高比，長高比越小，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強。(4)正確設置變形縫，位置和寬度選擇要適當，構造要合理。(5)合理地調整各部分承重結構的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。(6)限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制，可以和其它結構縫合并使用。(7)部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋砼梁，以適應窗臺的變形，防止窗臺處產生豎直裂縫。(8)構件配筋要合理，間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處，宜增加附加橫向鋼筋。(9)減少地基的不均勻沉降，在基礎設計中可以采取調整基礎的埋置深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調整地基的不均勻變形。(10)層層設置圈梁、構造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫。(11)積極采用補償收縮混凝土技術：在常見的混凝土裂縫中，有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。(12)重視對構造鋼筋的認識：在結構設計中，設計人員應重視對于構造鋼筋的配置，特別是樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數(shù)量。四、鋼筋混凝土結構裂縫處理措施（一）表面修補法適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理，亦使用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。具體方法有：（1）表面涂抹水泥砂漿，（2）表面涂抹環(huán)氧膠泥。，（3）表面涂刷油漆、瀝青，（4）表面鑿槽嵌補。（二）內容修補法用壓漿泵將膠結材料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。，可采用水泥灌漿，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。一般用于大體積混凝土結構的修補，主要施工程序是鉆孔、沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿?；瘜W灌漿能控制凝結時間，有較高粘結強度和一定的彈性恢復力，結構整體性效果好，適用于各種情況下裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。環(huán)氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等有點，應用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理（布置灌漿嘴和試氣）、灌漿、封孔，一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴，不另設鉆孔。（三）結構補強加固法當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結構作補強加固，可扼制裂縫進一步發(fā)展，恢復結構的整體性。（1）錨桿常用水泥砂漿或樹脂灌注，錨桿與縫面夾角越大越好。漿液凝固后，錨桿成為結構的一部分，能增強結構的承載能力。采用預應力錨桿，錨固作用更明顯，甚至能使混凝土彌合。（2）鋼板補強法，是將鋼板用粘合劑粘結在混凝土表面上，再用錨桿安裝固定。為了結合緊密，也就可先將鋼板固定，再灌漿充填鋼板