民用建筑混凝土结构裂缝原因及控制

Abstract: This paper outlines the types of civil concrete structures crack, plastic shrinkage, drying shrinkage, thermal stress, component overloading and the basis of differential settlement, creep deformation and construction process to analyze the reasons for the cracks, and puts forward a existing cracks in the control treatment measures.

Key words: crack; types; reason; control

中图分类号：TU375 文献标识码 A 文章编号：

微裂缝在混凝土构件中是不可避免的，从混凝土结构的基本原理而言，在大多数情况下混凝土构件是带裂缝工作的。在一般条件下裂缝并不影响结构的安全，因而是“无害”的。但在荷载作用或其他情况下，微裂缝扩展并逐渐互相串通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝。本文探讨了民用建筑混凝土结构裂缝的成因及既有裂缝控制措施。

1裂缝的种类

混凝土结构的裂缝，从结构上可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。其中结构性裂缝包括设计原因为主的裂缝，有钢筋锚固长度不够产生的裂缝、计算与实际受力不符引起的裂缝、构造不当引起的变形裂缝、构件刚度不足引起的开裂、结构次应力引起的裂缝、设计未考虑施工方法引起的裂缝等;施工原因为主的裂缝，有钢筋位置放置不当引起的裂缝、模板原因(包括模板支护方法不对、模板立柱下陷等)引起的裂缝、原材料质量原因引起的裂缝、施工超载裂缝、施工质量粗劣引起的裂缝等;使用原因引起的裂缝，有改变建筑使用条件引起的裂缝、荷载加大引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、地震引起的裂缝等。而非结构性裂缝包括塑性裂缝、干缩和凝缩引起的裂缝、温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝、施工不当引起的裂缝等。

2裂缝原因浅析

2.1塑性收缩

混凝土骨料沉降塑性收缩而产生塑性裂缝。混凝土浇筑成型后，由于养护不当外部受到风吹日晒，表面水分散失体积收缩，而内部湿度变化和收缩很小，因而表面收缩变形受到内部混凝土约束，产生拉应力而导致开裂。裂缝为表面性的，宽度较细，多在0.05-0.2mm之间，其走向纵横交错，没有规律性。

2.2干燥收缩

混凝土的干缩湿胀是由于混凝土中水分变化而引起的。当混凝土长期在水中硬化时，会产生微小膨胀;当混凝土在空气中硬化时，由于水分蒸发，水泥石中的凝胶体逐渐收缩，从而使混凝土产生干缩。干缩程度与水泥品种用量、单位用水量和集料用量有关，还与施工、养护不良有关。这个过程是由表及里逐步发展起来的，因而湿度变化是不均匀的，收缩应力也是不同的，当表面拉应力超过一定值时，引起表面开裂。

2.3温度应力

混凝土具有热胀冷缩的性质，由于截面均匀温差、上下温差和内外温差过大而产生温度裂缝。裂缝走向无一定规律性，宽度大小不一，一般在0.5mm以下，裂缝宽度沿全长没有多大变化。在混凝土施工中，由于水泥水化作用，混凝土内部温度升高产生显著的体积膨胀。同时，混凝土外部受环境温度的影响，温度降低而收缩，导致外部混凝土产生很大的拉应力。而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低，因而出现裂缝。

2.4构件超载及基础不均匀沉降

构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并从下往上延伸。此外，基础不均匀沉降使结构变形也会引起裂缝。

2.5徐变变形

受弯构件截面混凝土受压徐变，主要是有水泥石的徐变引起的，它可以使构件变形增加2-3倍。较大的徐变给结构带来的附加被动内力，使箱梁构件弯矩产生重分布，增大的弯矩增加了腹板的剪应力，因此造成了腹板裂缝出现。特别是预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。医学职称论文2.6施工不当引起的裂缝

混凝土的搅拌、运输、浇灌、振捣和养护等各道工序中少有差错都会影响混凝土的均匀和密实程度。例如模板支撑不当，漏水、漏浆、支撑强度不足，支撑的地基下沉，过早拆模等都可能造成混凝土开裂。混凝土搅拌不均、离析、振捣不实以及施工过程中钢筋表面污染、保护层太小或太大，浇灌中碰触钢筋使其移位等都可能引起裂缝。混凝土养护不当造成早期表面干燥或内外温差较大也容易产生裂缝。

3裂缝的控制治理

目前混凝土结构裂缝的治理方法有以下几种：

3.1表面处理法

包括表面涂抹法和表面贴补法。主要运用于稳定和对结构承载力没有影响的表面裂缝以及浅度裂缝的处理。表面涂抹法适用范围是浆材难以灌人的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

3.2化学灌浆法

主要适用于对结构整体性有影响的裂缝。化学灌浆法是将化学材料配制的浆液，用压力设备关注入裂缝，达到扩散、凝固堵漏加固目的。目前可供灌浆的材料很多，如环氧树脂、聚氨酯等。

3.3填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(≥0.3mm)，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm。深度较浅的裂缝或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。目前常用的嵌填材料有塑性材料如塑料油膏，刚性材料如砂浆、聚合物等。

3.4结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构性能时，如因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度时可采取结构加固法对混凝土结构进行处理。主要方法有：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固及喷射混凝土补强加固。

3.5电化学防护法

电化学防护法是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土中的离子分布状体，提高钢筋周围的pH值，钝化钢筋，达到有效防腐的目的。主要方法有阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法三种。它的优点是受环境因素影响较小，可用于新建结构或已开裂结构。

3.6仿生自愈法

仿生自愈法是一种新的裂缝处理方法，即模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能模仿生物自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

参考文献：

刘桂茹，刘飞. 浅谈民用建筑钢筋混凝土结出现裂缝的原因与控制.建筑与预算，2007(5)