摘要: 分析混凝土裂縫缺陷產生的原因，研究得出裂縫的防治辦法.
關鍵詞:現澆混凝土 裂縫 成因 防治 處理
中圖分類號:U418.6 文獻標識碼:A 文章編號:1673－1816(2007)02－0068－04
鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種受力性能完全不同的材料組成。這兩種性質不同的材料之所以能有效地結合在一起共同工作，主要是由于混凝土硬化后鋼筋與混凝土之間產生了良好粘結力，使兩者可靠的結合在一起，從而保證在外荷載的作用下，鋼筋與混凝土能夠共同變形。其次鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數的數值頗為接近(鋼為1.2×10-5，混凝土為1.0－1.5×l0-5)，當溫度變化時，不致產生較大的溫度應力而破壞兩者之間的粘結?；炷烈蚓哂心途眯?、耐火性、整體性、可模性、就地取材、節約鋼材等一系列優點，所以在國內外的工程建設中均得到廣泛的應用。但由于混凝土抗拉強度比其抗壓強度低得多，由于多種內在或外在原因往往導致混凝土開裂。為最大限度地避免工程中出現危害較大的裂縫，筆者結合在工作中的實踐體會，就混凝土裂縫的種類和產生原因及防治處理對策談幾點粗淺的看法。
1 控制混凝土裂縫的理由
截面受有拉應力的鋼筋混凝土構件在正常使用階段出現裂縫是難免的，而一般的工業與民用建筑也都允許帶裂工作，但基于下述理由應控制裂縫形成及裂縫寬度。
1.1外觀要求
外觀是評價結構質量的重要因素。裂縫開展過寬有損結構的外觀，令人產生不安全感。裂縫最大允許寬度一般不應超過0.25－0.3mm。
1.2耐久性要求
影響耐久性的決定因素是結構所處的環境條件(即是否有水分、氧和氯等侵蝕性介質存在)和混凝土的滲透性。
2 裂縫產生的原因
在一般的工業與民用建筑中，混凝土裂縫主要表現有以下幾種形式:表面龜裂與星形裂縫;現澆鋼筋混凝土樓板的裂縫;大體積混凝土的裂縫;懸挑結構的斷裂和傾覆。當混凝土構件受到彎矩、剪力、拉力和扭矩等荷載效應作用時，或由于基礎不均勻沉降、混凝土收縮和溫度作用而產生的外加變形受到鋼筋或其他結構構件約束時，或因鋼筋銹蝕而體積膨脹時，混凝土便產生拉應力，該拉應力超過起其抗拉強度時即開裂。凍融和化學作用等也往往導致混凝土開裂。此外，施工過程控制不到位人為引起混凝土裂縫。
2.1荷載效應作用引起的裂縫
混凝土構件受到彎矩、剪力、拉力和扭矩等荷載效應作用產生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接應力裂縫和次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。原因有:設計計算階段結構計算不合理;施工階段不加限制地堆放施工機具材料及施工不當;使用階段超出了設計載荷要求;非承重結構在二次裝修中承重等。次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生的裂縫，是產生荷載裂縫的最常見原因，多屬張拉、劈裂、剪切性質。原因有:結物的實際工作狀態與常規計算有出入;有些構件難以進行準確模擬計算等原因。
2．2基礎不均勻沉降引起的裂縫
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉力，導致裂縫出現。主要原因有:結構基礎類型差別大;地基處理質量不符合規范要求;地質勘察精度不夠;結構荷載差異太大;建筑物建成后，原有地基條件變化等均可能造成不均勻沉降。
2.3收縮引起的裂縫
塑性收縮和縮水收縮是發生混凝土收縮裂縫的主要原因。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，形狀沒有任何規律。產生這種原因的主要因素有:水泥品種、標號及用量;骨料品種;水灰比;養護方法:外界環境等。
2.4溫度變化引起的裂縫
溫度變化會引起材料的熱脹冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，就會產生溫度裂縫。主要因素有:年溫差、日照、內外溫度不均、冬季施工措施不當及火災等。
2.5鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受到炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，引起鋼筋表面氧化膜破壞，發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長2－4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護混凝土開裂，產生裂縫。
2.6凍融和化學作用引起的裂縫
大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力，同時混凝土中的過冷水使膨脹力加大，混凝土強度降低，導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%~50%。
2.7施工質量引起的裂縫
施工材料引起的裂縫主要是由于配置的混凝土所采用的材料質量不合格所導致的。而施工工藝質量引起的裂縫，主要是在混凝土攪拌、結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫。
3 現澆混凝土裂縫的防治辦法
由于混凝土裂縫在施工過程中經常發生，施工人員應該學會根據不同的裂縫形式的防治辦法。根據上述裂縫產生的原因，從以下幾個方面提出裂縫的防治辦法。
3.1設計方面
一般來講，設計人員從結構安全的角度，均進行了混凝土構件抗裂、變形和裂縫寬度的計算。但在施工實際過程當中，由于各方面的原因，通常導致鋼筋布置不合理、混凝土保護層留置不當、土力學考慮不全面、地質勘探有誤、地基處理方案偏差等造成混凝土裂縫。適當的配筋率可提高混凝土極限拉伸，較細較密配筋可提高混凝土抗裂能力。合理的地基處理方案可以有效避免地基不均勻沉降。
3.2混凝土材料和配合比方面
水泥的性能指標如收縮率、凝結時間、水化熱等均要根據不同的結構要求慎重選擇水泥的廠家、標號。一般來講，盡量不用收縮率大的水泥，采用水化熱低的水泥如大壩水泥、礦渣水泥:在保證混凝土強度的情況下，使用粉煤灰等摻合料代替部分水泥?；炷凉橇仙笆嗔吭礁?，混凝土越容易開裂。要嚴格按現行的《施工規范》要求控制砂石的含泥量。同時，骨料應根據當地情況，結合地方實驗室的經驗，選用級配合理的骨料，嚴格控制細砂和粉塵超標的石子使用。混凝土中的水灰比不合理，降低了混凝土的早期強度，也容易產生收縮裂縫，施工時要嚴格控制混凝土的水灰比?；炷劣盟獓栏癜凑帐┕ひ幏兑筮x用生活用水和潔凈水，嚴禁使用污水和工業廢水。合理選用混凝土配比，合理的配比不但節約成本，而且是防治混凝土裂縫的重要途徑?？刂苹炷林泻奥剩奥拭吭黾?%，用水量要增加2%，相應握裹的水泥也要增加，采用細砂的水泥用量配制同標號混凝土，要比用中粗砂的量大。
3.3施工方面
施工組織不當是混凝土產生裂縫的主要體現。在基礎施工階段，由于對地基軟弱層沒有正確處理，還有地基處理時沒有按設計和施工規范施工導致基礎不均勻沉降進而導致混凝土構件產生裂縫。如，基礎換填砂、石夯實不達標或檢驗出現誤差;樁基礎質量問題:挖孔樁沒有挖到設計深度:沒有進行鏟探導致地下有墓穴或孔洞等。在混凝土施工階段，由于人為問題導致混凝土產生裂縫。施工時嚴格執行隱蔽工程檢查制，鋼筋、模板符合設計要求時才能澆筑混凝土。澆筑混凝土應設馬凳、架板，禁止踩踏鋼筋，小車料斗不能壓在鋼筋和新筑混凝土上。冬季施工要按照冬季施工規范采取相應的措施。在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度降低混凝土澆筑溫度，如使用地下水，加冰屑、緩凝劑、減水劑等是防止混凝土開裂的有效措施。大體積混凝土多采用冷水進行拌制混凝土，并對砂石澆灑冷水，將混凝土的入模溫度控制在20－22℃以內?？刂苹炷吝\輸及澆筑高度。合理選用模板，在考慮經濟的同時要考慮模板的剛度及支撐系統的穩定性，控制拆模時間。
3.4養護方面
為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強度不斷增長，防止產生不正常的收縮和脫水，必須在一定時期內對混凝土進行養護，特別是混凝土的硬化初期，防止養護不及時、沒有覆蓋，導致表面游離水蒸發過快，產生急劇的體積收縮。混凝土澆水養護時間，對采用硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于14d。有效覆蓋，防止夏天暴曬時驟降暴雨，使混凝土迅速降溫造成裂縫。
4 混凝土裂縫處理
混凝土結構出現裂縫，有的破壞結構整體性，降低結構剛度，影響結構承載力，有的雖無多大影響，但會引起鋼筋銹蝕，降低耐久性，或發生滲漏，影響使用。因此，應區別情況，及時進行處理。
4.1對承載力無影響的裂縫處理
表面修補處理法。包括表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環氧膠泥或環氧粘貼玻璃布和表面鑿槽嵌補。
4.2對承載力有一定影響或有防水防滲要求的裂縫處理
內部修補法。主要有水泥灌漿和化學灌漿。
4.3對承載力有較大影響的裂縫處理
(1)箍加固法 。適合于補強梁內特長箍筋及彎起筋不足，抗剪達不到要求的情況。用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍，套入鋼板后用螺母擰緊。也可采用由兩個U形鋼箍套上后焊接，然后打入金屬楔緊。
(2)貼加固法 。將鋼板或型鋼用改性環氧樹脂粘結劑，粘結到構件混凝土裂縫部位表面，使鋼板與混凝土連接成整體共同工作。
混凝土出現裂縫，通常情況下是允許的，不會影響使用安全。但一些較重、明顯的裂縫，會對鋼筋產生銹蝕，從而整體上影響結構的安全性。裂縫出現后，要查明原因，及時予以科學處理，同時，在具體施工中，要多觀察、多總結，結合多種預防處理措施進行處理，混凝土裂縫是可避免的。
