混凝土结构裂缝的成因分析及处理措施

　　摘要：混凝土结构工程在施工过程中，由于各种主观或客观的原因，极易产生裂缝。本文分析了裂缝的成因，提出了相应的处理措施。
　　关健词：混凝土结构，裂缝成因，防治，处理措施
　　1前言
　　要解决混凝土结构裂缝问题，必须从裂缝形成的原因人手，裂缝的形式很多，正确判断和分析裂缝成因是采取有效措施控制裂缝形成和发展以及对建筑造成危害的基础。
　　2混凝土结构裂缝成因
　　⑴设计方面因素形成的裂缝。①设计方案不合理导致裂缝出现。设计中采用预应力、支座位移、反变形法等手段提高钢筋混凝土结构或构件的刚度时，应充分考虑这些方法对结构或构件的不利影响，否则易导致裂缝的出现。②设计中充分考虑材料特性、施工方法等因素导致裂缝出现。设计时应充分考虑混凝土的收缩、变形、混凝土的水灰比、施工顺序等因素，防止裂缝过早出现。③设计中钢筋配置不当易导致裂缝出现。设计时由于简化计算处理不当，使构件在受约束处没有配置钢筋或配置钢筋过少，而导致构件受力后在受约束处产生裂缝。④应力集中导致裂缝出现，结构或构件截面发生突变，在截面变化处出现严重的应力集中而使结构或构件产生裂缝。⑤设计时对使用环境情况考虑不全导致裂缝出现。设计时应充分考虑使用环境的影响，酸、碱、盐等腐蚀性介质对结构产生影响，考虑不全，极易导致钢筋混凝土产生裂缝。
　　⑵材料方面因素形成的裂缝。①水、砂、石、水泥等原材料选用不符合规范要求，从而引起混凝土出现裂缝。如砂石含泥量过大、水泥受潮或过期、水不洁净和水中有油等情况。②骨料颗粒级配不当或采用不恰当的间断级配，使混凝土的收缩增大，从而引起混凝土出现裂缝，水泥用量大、水灰比小、坍落度过大、砂率过高、石子粒径太大等原因引起混凝土出现裂缝。③钢筋锈蚀引起的裂缝。因为钢筋锈蚀使钢筋有效面积减少，钢筋与混凝士的握力减弱，使结构承载力下降，将引起更多的裂缝。④早强剂、减水剂、掺和料等外加剂选用不当或掺量不合适等原因引起混凝土出现裂缝。⑤水泥品种、等级选用不当引起混凝土出现裂缝。不同品种水泥的收缩值取决于水泥组分含量及水泥的细度等，产生的水化热越高，混凝土的收缩度变形越大。
　　⑶混凝土收缩形成的裂缝。①混凝土塑性收缩引起混凝土出现裂缝。原因是混凝土浇筑后凝结过程中，其表面失水过快及自身产生水化热而出现的。②混凝土化学收缩引起混凝土出现裂缝。主要是因为水泥的水化反应使混凝土的体积出现收缩而引起的裂缝。③混凝土干燥收缩引起混凝土出现裂缝。是由于混凝土硬化过程中表面失水过多而引起的裂缝。④环境温度变化引起混凝土出现裂缝。主要是因为环境温度下降使混凝土受拉而引起的裂缝。
　　⑷施工方面因素形成的裂缝。①施工工艺不符合标准引起的裂缝。如没按设计要求和有关规范进行施工，浇筑振捣不密实。②施工现场保护措施不到位引起的裂缝。如混凝土早期脱水引起收缩裂缝，混凝土浇筑后环境温差过大使混凝土产生温度裂缝。③现场模板拆除不当引起的裂缝。如拆模时间过早、拆模顺序不当使混凝土产生拆模裂缝。④现场预应力张拉不当引起的裂缝。如预应力超张拉、偏心等引起混凝土张拉裂缝。⑤冻胀引起的裂缝。吸水达到饱和状态的混凝土，当外界大气温度低于0℃时，混凝土内游离状态的水冻结为冰，由于水变成冰时体积会膨胀，混凝土会产生应力而发生裂缝。⑥钢筋保护层偏大。施工浇筑混凝土时为铺设架板，施工人员在钢筋上踩踏致使板面负筋下沉，混凝土保护层偏大，引起开裂。
　　⑸使用方面因素形成的裂缝。①建筑物、构筑物基础不均匀沉降，产生的沉降裂缝。②使用荷载超过设计荷载致使混凝土产生受拉开裂。③使用过程中结构形式或受力状态发生改变。如随意拆除承重墙或凿洞等，致使钢筋混凝土结构产生裂缝。④周围环境影响。酸、碱、盐等对结构的侵蚀，引起的裂缝。⑤偶然因素。如发生地震、火灾、爆炸等引起的裂缝。
　　3混凝土结构裂缝的防控措施
　　⑴设计方面的防控措施。①设计中应尽量避免出现较大应力集中现象的构造，例如截面突变，刻槽、开洞等，若因建筑结构或其他方面原因必须做时，应充分考虑采取措施予以加强。②重视对钢筋的配置，特别是针对不同受力假设采用不同的计算简图时，受力钢筋和构造配筋的确定应予以高度重视，构造配筋对有效控制裂缝的出现和发展十分重要。③重视对结构薄弱部位、易开裂部位的处理，如深基础与浅基础结合处、高低跨处、高层与底层结合处以及不同结构形式结合处等。④设计中处理好柔性和刚性的关系。结构中所有构件都是约束与被约束的关系。所受约束越强，产生足够变形的余地就越小，就越容易开裂。所以，设计过程中应重视结构中相连构件的约束关系。不能一味的追求柔性或刚性，应灵活运用，达到柔性和刚性并重。⑤设计人员应对设计中所选用材料的特性、结构的施工程序和施工方案有比较清楚的认识，有的放矢的选择结构方案和所使用的材料。
　　⑵材料方面的防控措施。①在选择的水泥、沙子、石子等材料时，应根据结构的要求选择符合规范要求的材料。②选择适宜的外加剂和掺和剂，可以显著的提高混凝土的工作性能、降低水泥用量、降低水化热。③应用补偿收缩混凝土技术。在混凝土中加入一定量的膨胀剂来补偿混凝土的收缩，是解决混凝土由于收缩而产生裂缝的一种有效措施。
　　⑶施工方面的防控措施。①确定合理的施工方案。施工方案是否合理不仅关系到整个施工过程，而且与预防控制裂缝有很大关系，重点是确定一次浇筑量、施工缝间距、位置及构造，混凝土运输、振捣以及浇筑时间、浇筑温度等。②加强施工管理确保施工质量。在施工过程中，由于未按规范操作常常会引起混凝土裂缝的产生。因此，施工阶段是预防结构裂缝出现的重要的阶段之一，施工中应着重注意这几方面的问题：一是要确定合适的材料配合比，在满足强度要求的原则下，尽可能的减少水泥用量；二是要确保钢筋的位置正确，对踩踏后的钢筋应及时修正调整，对钢筋上附着的污物和氧化皮进行彻底清除，以免影响钢筋和混凝土之间的粘结力；三是要加强养护，养
　　护时应注意按时浇水，注意环境温度的变化；四是要注意拆模时间和顺序，要使混凝土强度达到规范要求后方可拆模。否则拆模过早易引起混凝土开裂；五是要加强监督与管理，质量监督部门及工程监理单位必须认真执行国家规范、规程等有关规定，监督和督促各项技术措施的落实，保证钢筋混凝土结构裂缝得到有效防控。
　　3裂缝的处理措施
　　⑴表面修补法。通常处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。
　　⑵灌浆法。它是利用压力设备将胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。
　　⑶混凝土置换法。此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通昆凝土或水泥沙浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
　　⑷仿生自愈法。仿生自愈法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对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，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈和神经网络系统，当混凝土出现裂缝时，分泌出部分液芯纤维，可使裂缝重新愈合。
　　4结语
　　裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈
　　蚀，缩短混凝土结构的耐久性能和使用寿命。因此要加强对混凝土结构裂缝成因的研究，根据裂缝的性质和具体情况，及时处理，以保证建筑物的外形美观和使用安全。