【正文】 凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫為溫度裂縫。 沉降裂縫 地基基礎(chǔ) 承載 上部結(jié)構(gòu) 的 荷載作用，當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)承載力不均勻或地基承載力均勻但 建筑物建成后各 不同部位荷載差異較大，導(dǎo)致 地基產(chǎn)生不均勻沉降，這種不均勻沉降在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力及剪應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力及剪應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)自身的抗拉及抗剪強(qiáng)度時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)在最薄弱的部位產(chǎn)生裂縫 ，稱為沉降裂縫。 淺談 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施 4 按裂縫產(chǎn)生的時(shí)間分類 根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分，可將裂縫分為施工期間出現(xiàn)的裂縫和 使用 期間出現(xiàn)的裂縫。 此 裂縫多產(chǎn)生于新澆 筑的 混凝土 結(jié)構(gòu) 表面 ，形狀規(guī)則且長(zhǎng)短不一 ， 互不連貫 ， 裂縫較淺。 沉降收縮裂縫 沉降收縮裂縫 多在 混凝土 澆 筑 后 產(chǎn) 生 ， 硬化后停止。裂縫呈菱形 ， 寬度 1～ 4mm， 深度不大 ， 一般 延伸 至 鋼筋上表面為止。 溫度裂縫 多發(fā)生在混凝土澆注后的硬化過程中，裂縫寬度受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。 二、 使用期間出現(xiàn)的裂縫 鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫 鋼筋表面出現(xiàn)銹斑、銹片后進(jìn)一步發(fā)展成整個(gè)鋼筋表面銹蝕，并產(chǎn)生膨脹， 與保 護(hù)層脫離，發(fā)生層裂，最后表現(xiàn)為鋼筋鐵銹進(jìn)一步膨脹，混凝土本身發(fā)生破壞，出現(xiàn)順筋裂縫，混凝土脫離。 凍融循環(huán)造成的裂縫 淺談 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施 5 受凍 混凝土內(nèi)部 水分結(jié)成冰，產(chǎn)生膨脹，膨脹應(yīng)力較大時(shí)， 使 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。 凍融 的反復(fù) 作用 ， 使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫， 造成建筑構(gòu)造的嚴(yán)重破壞。這種反應(yīng)一般在水泥混凝土硬化后進(jìn)行，反應(yīng)生成 膨脹性的 堿性硅酸鹽或碳酸鹽， 導(dǎo)致混凝土 體積膨脹，使混凝土 產(chǎn)生裂紋 并 破壞 。 （ 2）橫向裂縫，垂直于構(gòu)件底面，主要是由荷載作用、溫差作用引起的。 （ 4）斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫，常見于混凝土墻體和混凝土梁，主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用引起。 （ 6）各種不規(guī)則裂縫，如反復(fù)凍融或火災(zāi)等引起 的裂縫。 此外，還有因混凝土攪拌或運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)引起的網(wǎng)狀裂縫，現(xiàn)澆樓板四角出現(xiàn)的放射狀裂縫或板面出現(xiàn)的十字形裂縫等等。 主要 包括兩類：一類是在運(yùn)動(dòng)過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程中，這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進(jìn)一步化合，析出 Ca（ OH） 2晶體且部分 Ca（ OH） 2又與溶解在水中的 CO2發(fā)生碳化反應(yīng)形成CaCO3 結(jié)晶，兩者形成的凝膠物質(zhì)將膠合 使 裂縫封閉，從而滲漏停止，裂縫達(dá)到自愈。 不穩(wěn)定裂縫。 就這兩種裂縫而言，不穩(wěn)定裂縫對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全的危害更大 。 收縮裂縫的產(chǎn)生原因分析 收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多 4～ 5 倍的水。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮?？梢姡湛s是混凝土固有的物理特性，一般來(lái)說(shuō)，水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。 （ 1）塑性收縮裂縫 塑性收縮 裂縫多產(chǎn)生于新澆混凝土表面 ， 大多產(chǎn)生于混凝土初凝后、終凝前。裂縫多呈外寬內(nèi)窄，常見為不規(guī)則的多邊形或 與 鋼筋方向相互平行，一般自表面開始， 有些 也可發(fā)展成貫穿裂縫。高性能混凝土特別容易產(chǎn)生這種裂縫。 （ 2）干燥收縮裂縫 這類裂縫一般在混凝土澆注一段時(shí)間后出現(xiàn)，裂縫多 為 表面性的，寬度較細(xì)，多在 ～ 。但 薄壁混凝土 結(jié)構(gòu)中， 多沿 結(jié)構(gòu)的 短方向分布； 此外 在結(jié)構(gòu)變截面處 以及 大體積混凝土 的 平面部位較多見。 主要成因分析：①混凝土澆注后養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內(nèi)部混凝土約束出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂；②混凝土連續(xù)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，整體收縮大；③混凝土級(jí)配中砂石 含泥量大，收縮大，抗拉強(qiáng)度低；④混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。 主要成因分析 ： 這與高粘結(jié)材料在水泥灰漿基體中產(chǎn)生較多細(xì)小的收縮孔有關(guān) ， 是由于持續(xù)的水化消耗了毛細(xì)孔的水造成自身收縮坍塌所致。 主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部未碳化混凝土的約束而導(dǎo)致表面發(fā)生龜裂。表面溫度裂縫走向無(wú)一定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu) 溫度 裂縫常縱橫交錯(cuò)。 主要成因分析：表面溫度裂縫多 由 溫差較大引起。 沉陷裂縫的產(chǎn)生原因分析 沉陷裂縫多屬進(jìn)深或貫穿性裂縫，走向與 基礎(chǔ) 沉陷情況有關(guān)， 可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部或下部， 一般與地面垂直。 主要成因分析：①結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，或 者 存在松軟土，未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫；②結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊， 未 作必要的加強(qiáng)處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；④冬季施工時(shí)模板支架支承在凍土層上，若上部結(jié)構(gòu)未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生裂縫。我們需要在 設(shè)計(jì)階段和施工階段 ， 采取各種有效的措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。 混凝土結(jié)構(gòu) 裂縫的預(yù)防措施 干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施 設(shè)計(jì)方面預(yù)防措施 目前設(shè)計(jì)措施主要包括施工縫和后澆帶以及合理利用混凝土后期強(qiáng)度以減 少水泥用量。 施工方面預(yù)防措施 如何做好施工 是減少和避免干縮及塑性收縮 裂縫形成的重要因素，在施工中應(yīng)注意的問 題有： （ 1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比施工，控制水泥用量和單位用水量，不得在澆筑過程中隨意向混凝土中加水。 （ 2）振搗混凝土?xí)r間要適當(dāng)，不能過短或過長(zhǎng)。 （ 3）做好溫控工作。 （ 4）做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，防止水分散失。 保水最有效的措施是在混凝土澆筑后覆蓋塑料薄膜或噴灑 養(yǎng)護(hù)。其做法是在混凝土初凝時(shí)間用水抹子在混 凝土表面再全部抹壓一遍， 等終凝后灑水養(yǎng)護(hù)并覆蓋塑料膜保持濕潤(rùn)。 溫度裂縫的預(yù)防措施 為了防止 溫度裂縫， 可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。 沉陷裂縫及其他裂縫的預(yù)防措施 沉陷裂紋預(yù)防措施 （ 1）對(duì)軟硬地基、松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。 （ 3）結(jié)構(gòu)各部分荷載懸殊的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋，以 避免不均勻下沉，造成應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫。 （ 5）模板支架一般不應(yīng)支承在凍脹性土層上，如確實(shí)不可避免，則應(yīng)加墊板，做好排水，覆蓋好保溫材料?；炷敛捎眉?jí)配 良好的石子，使用低水灰比，加強(qiáng)振搗，以降低滲透率，阻止電腐蝕作用?；?qū)炷帘砻孢M(jìn)行防腐，以阻止對(duì)混凝土的侵蝕 。 （ 3） 防止 采用含活性氧化硅的骨料配制混凝土，或采用低 堿性水泥和摻加火山灰的水泥配制混凝土，降低堿化物質(zhì)和活性硅的比例，以控制化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生。 鋼筋銹蝕引起的裂縫預(yù)防措施 （ 1）提高混凝土的密實(shí)度 ，降低混凝土的孔隙率 外界的有害物質(zhì)通過混凝土內(nèi)部的空隙，滲入到混凝土內(nèi)，最后到達(dá)鋼筋表面，破壞鋼筋表面，破壞鋼筋鈍化膜，引起鋼筋銹蝕。提高混凝土密實(shí)度有如下措施： ① 保證混凝土的施工質(zhì)量：首先選用級(jí)配良好的集料，控制材料的含泥量。還要防止混凝土在運(yùn)輸和澆筑過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象。 ② 摻入高效減水劑：在保證混凝土拌合物所需 流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減低水灰比，使混凝土的總孔隙率，特別是毛細(xì)管孔隙大幅降低。在普通混凝土中摻入活性礦物，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰，是使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透路徑。氯離子進(jìn)入混凝土有兩種途徑。 （ 3） 為防止氯離子的侵入，采取的主要措施有 ： ① 控制原材料中氯離子的含量。 ③ 混凝土表面涂層。 ⑤ 摻加鋼筋阻銹劑。在采取了上述綜合性控制措施后，由于各種原因仍可能有少量的混凝土裂縫發(fā)生。 裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼 筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。 表面封閉法 表面 封閉 法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。其主要施工方法如下： 表面涂抹水泥砂漿。 淺談 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施 13 表面涂抹環(huán)氧膠泥。 表面涂刷油漆、瀝青。 表面鑿槽嵌補(bǔ)。槽內(nèi)嵌水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氧乙烯膠泥、瀝青油膏等，表面作砂漿保護(hù)層。 （ 1） 鉆孔孔距一般為 1m～ ，鉆孔軸線與裂縫呈 30176。斜角，孔深應(yīng)穿過裂縫面 以上，當(dāng)有兩排或兩排以上的孔時(shí)，宜交錯(cuò)或呈梅花形布置； （ 2） 沖洗在鉆孔完畢后進(jìn)行，其順序按豎向 排列自上而下逐孔沖洗； （ 3） 止?jié){及堵縫是縫面沖洗干凈后，在裂縫表面用水泥砂漿（或環(huán)氧膠泥）涂抹； （ 4） 埋管安裝前應(yīng)在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中，孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其他材料塞緊，并用水泥砂漿或硫酸砂漿封堵，防止冒漿或灌漿管從孔口脫出； （ 5） 試水是用 ～ 壓力水作滲水試驗(yàn)，采用灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，檢查裂縫和管路暢通情況，然后關(guān)閉排氣孔，檢查止?jié){堵漏效果，并濕潤(rùn)縫面，以利于粘結(jié)； （ 6） 灌漿應(yīng)采用 425 號(hào)以上的普通水泥，灌漿壓力一般為 ～，壓漿完畢時(shí)漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿，并填入濕凈砂，用棒搗實(shí)，每條裂縫應(yīng)按壓漿順序依次進(jìn)行，當(dāng)出現(xiàn)大量滲漏情況時(shí)，應(yīng)立即停止泵堵漏，然后繼續(xù)壓漿。灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況選用。 嵌縫封堵法 嵌縫封堵法適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺(tái)或路 面混凝土的裂縫。先 用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽，槽深和寬約 3~5cm，呈 U 型，用刷子在槽底和兩壁均勻 涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿 用抹刀壓入槽中，壓實(shí)抹平。 結(jié)構(gòu) 加固法及混凝土置換法 當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的功能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。即采取增大混凝土構(gòu)件的截面面積，以提高其承載能力和滿足正常使用的一種加固方法，廣泛用于鋼筋混凝土板、梁、柱構(gòu)件的加固。 當(dāng)用混凝土圍套進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)設(shè)置封閉箍筋；當(dāng)用單側(cè)或雙側(cè)加固時(shí)，應(yīng)設(shè)置 U 形箍筋。 （ 2） 外包鋼加固法。適用于不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承載力的混凝土構(gòu)件的加固。采用外包鋼加固時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足構(gòu)造規(guī)定。即采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿（分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿三種）或撐桿，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。預(yù)應(yīng)力較大時(shí)宜用機(jī)張法或電熱法；預(yù)應(yīng)力較?。ㄔ?15KN 以下），則宜用橫向張拉法。 預(yù)應(yīng)力撐桿所用角鋼的截面不應(yīng)小于 5Omm 5Omm 5mm，綴板厚度不得小于6mm，其寬度不得小于 8Omm， 拉緊螺栓的直徑不小于 16mm，施工時(shí)通過擰緊在彎折處的拉緊螺栓（即橫向張拉）建立預(yù)應(yīng)力。主要有增設(shè)支點(diǎn)法：該法是以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形，提高其承載力的加固方法。剛性支點(diǎn)法是通過支撐構(gòu)件的軸心受力將荷載直接傳給基礎(chǔ)或其他承重結(jié)構(gòu)的一種加固方法。 （ 5）粘鋼加固法。粘鋼加固的設(shè)計(jì)計(jì)算可按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行。該加固法以環(huán)境溫度不超過 60℃，相對(duì)濕度不大于 70％及無(wú)化學(xué)腐蝕的使用條件為限。粘結(jié)鋼板所用的粘結(jié)劑為 JGN膠。 （ 6）碳纖維布加固法。 碳纖維布加固施工的流程為：混凝土 構(gòu)件表面處理（清洗、打磨、修補(bǔ)） ——涂敷基底樹脂并用膩?zhàn)诱移綐?gòu)件表面 —— 涂樹脂 —— 鋪貼碳纖維布 —— 涂表面樹淺談 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施 16 脂層。 （ 1）施工工藝流程 現(xiàn)場(chǎng)勘察 搭設(shè)安全支撐及工作平臺(tái) 卸荷 剔除局部混凝土 原鋼筋除銹 支模 截面處理 澆筑高一標(biāo)號(hào)混凝土 養(yǎng)護(hù) 拆模 施工質(zhì)量檢驗(yàn)。 ② 混凝土攪 拌投料順序：每種材料均應(yīng)準(zhǔn)確稱量，先將細(xì)骨料、水泥和膨脹劑攪拌均勻，再加水，后摻粗骨料并攪拌均勻，攪拌時(shí)間比普通混凝土長(zhǎng) 60S 左右，直到均勻。 ③ 混凝土入模前應(yīng)保證未離析、分層，且模板內(nèi)無(wú)積水。 ⑤ 灌料開始后，必須連續(xù)進(jìn)行，并盡可能縮短灌料時(shí)間