張妍青 白翔宇 蔡韓英

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)是基本建設(shè)中最廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式。由于混凝土碳化、凍融、裂縫等因素導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕、混凝土順筋脹裂和剝落等破壞，已成為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的原因?；炷两Y(jié)構(gòu)在使用過程中由于各種因素出現(xiàn)的裂縫不僅影響到結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量，嚴重時直接影響到結(jié)構(gòu)的耐久性并威脅到人類的生命財產(chǎn)安全。

引起結(jié)構(gòu)耐久性降低和失效的原因存在于結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和維護等方面?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫在施工中產(chǎn)生的情況較為普遍，為避免有害裂縫的出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量，施工中應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施控制或減少裂縫，使結(jié)構(gòu)裂縫的數(shù)量和寬度盡量減少減小。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因見表 1。

2 混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫按照產(chǎn)生原因不同分為干縮裂縫、塑性裂縫、沉降裂縫、溫度裂縫等。

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑或養(yǎng)護后，由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的水分蒸發(fā)速度快慢不同而引起的。裂縫為表面性，寬度較細，其走向縱橫交錯且沒有規(guī)律。

2.2 塑性裂縫

塑性裂縫一般出現(xiàn)在混凝土澆筑施工的初期，由于結(jié)構(gòu)自身與周圍環(huán)境溫度差距懸殊，或自身溫度過高造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮而導(dǎo)致開裂。塑性裂縫屬于干縮裂縫的一種，是常見的裂縫，多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長短寬窄不一、呈龜裂狀。

2.3 沉降裂縫

沉降裂縫是在結(jié)構(gòu)施工過程中由于回填土不實而造成結(jié)構(gòu)地基土松軟或地基的不均勻沉降而引起混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫。沉降裂縫多貫穿到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一般沿與地面垂直或呈 30°～45°角。

表1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要原因分類

2.4 溫度應(yīng)力裂縫

溫度應(yīng)力裂縫是在混凝土結(jié)構(gòu)硬化期間內(nèi)，由于釋放大量的熱量，導(dǎo)致內(nèi)部溫度不斷升高，結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差而引起的裂縫。裂縫只在接近表面較淺的范圍出現(xiàn)，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性。

3 混凝土裂縫的預(yù)防措施

通過對混凝土裂縫成因的分析，針對不同的裂縫從不同的方面進行混凝土裂縫的預(yù)防。

3.1 干縮裂縫

1)嚴格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂;2)設(shè)置合理的收縮縫;3)控制混凝土施工過程中的振搗，以提高混凝土抗拉強度，減少收縮量;4)通過加強混凝土早期養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間;5)改變結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境，嚴格控制環(huán)境的濕度。

3.2 塑性裂縫

1)改變混凝土配制過程中的水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率;

2)控制施工工藝，振搗密實，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度;

3)加強結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護工作;

4)保持結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的濕度。

3.3 沉降裂縫

1)控制模板拆除的時間，并注重拆模的前后順序;2)通過控制結(jié)構(gòu)的施工工藝，在施工中進行必要的夯實和加固;3)防止混凝土施工澆筑過程中地基被水浸泡;4)在寒冷地區(qū)搭設(shè)模板時要采取一定的防凍措施。

3.4 溫度應(yīng)力裂縫

1)控制混凝土自身的配制，通過選擇合適的水泥，級配良好的骨料等方法;2)控制施工工藝，如回填土工程應(yīng)立即在基礎(chǔ)混凝土拆模后進行;3)改善施工中結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境。如避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土;必須在熱天澆筑時，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設(shè)置簡易遮陽裝置，并對骨料進行噴水預(yù)冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度;在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)采取保溫措施。

4 混凝土裂縫的確定及處理方法

混凝土裂縫的防治措施可以將裂縫的出現(xiàn)推遲或減少，但是混凝土初始缺陷的存在使得混凝土帶裂縫工作，因此對混凝土裂縫的補救是一項迫切重要的工作。隨著施工技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)驗積累，現(xiàn)在混凝土裂縫修補的方法有很多。要鑒別其裂縫是否需要處理，然后選擇合理的處理方法。

4.1 處理混凝土裂縫應(yīng)遵循的原則

1)查清情況:主要應(yīng)查清建筑結(jié)構(gòu)的實際情況、裂縫現(xiàn)狀和發(fā)展變化情況。

2)鑒別裂縫性質(zhì):根據(jù)前述內(nèi)容確定裂縫性質(zhì)是處理的必要前提，對原因與性質(zhì)一時不清的裂縫，只要結(jié)構(gòu)不會惡化，可以作進一步觀測或?qū)嶒灒再|(zhì)明確后再作適當處理。

3)明確處理目的:根據(jù)裂縫的性質(zhì)和使用要求確定處理目的。例如:封閉保護或補強加固。

4)確定結(jié)構(gòu)安全:對危及結(jié)構(gòu)安全的裂縫，必須認真分析處理，防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞倒塌的惡性事故，并采取必要的應(yīng)急防護措施，以防事故惡化。

5)滿足使用要求:除了結(jié)構(gòu)安全外，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、尺寸、空間等方面的使用要求，以及氣密性、防滲漏、潔凈度和美觀方面的要求等。

6)保證一定的耐久性:除了考慮裂縫寬度、環(huán)境條件對鋼筋銹蝕的影響外，應(yīng)注意補修的措施和材料耐久性能問題。

7)確定合適的處理時間:如有可能最好在裂縫穩(wěn)定后處理;對隨著環(huán)境條件變化的溫度裂縫宜在裂縫最寬時處理;對危及結(jié)構(gòu)安全的裂縫應(yīng)盡早處理。

8)防止不必要的損傷:如對既不危及安全，又不影響耐久性的裂縫，避免人為的擴大后再修補，造成一條縫變成兩條的后果。

9)改善結(jié)構(gòu)使用條件，消除造成裂縫的因素:其是防止裂縫修補后再次開裂的重要措施。如卸載或防止超載，改善屋面保溫隔熱層的性能等。

10)處理方法可行:不僅處理效果可靠，而且要切實可行，施工方便、安全、經(jīng)濟合理。

11)滿足設(shè)計要求，遵守標準規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

4.2 混凝土裂縫處理方法

1)表面修補法。常用的方法有壓實抹平、涂抹環(huán)氧粘結(jié)劑、噴涂水泥砂漿或細石混凝土、壓抹環(huán)氧膠泥、環(huán)氧樹脂粘貼玻璃絲布、增加整體面層、鋼錨栓縫合等。

2)局部修復(fù)法。常用的方法有充填法、預(yù)應(yīng)力法，部分鑿除重新澆筑混凝土等。

3)水泥壓力灌漿法。適用于縫補寬度不小于 0.5mm的穩(wěn)定裂縫。

4)化學(xué)灌漿法。適用于灌入縫寬不小于 0.05mm的裂縫。

5)減少結(jié)構(gòu)內(nèi)力。常用的方法有卸荷或控制荷載、設(shè)置卸荷結(jié)構(gòu)、增設(shè)支點或支撐、改簡支梁為連續(xù)梁等。

6)結(jié)構(gòu)補強法。常用的方法有增加鋼筋、加厚板、外包鋼筋混凝土、外包鋼、粘貼鋼板、預(yù)應(yīng)力補強體系等。

7)改變結(jié)構(gòu)方案，加強整體剛度。

8)其他方法。常用方法有拆除重做，改善結(jié)構(gòu)使用條件，通過試驗或分析論證不處理等。

通過對混凝土裂縫原因的研究，將對增強結(jié)構(gòu)的耐久性提供強有力的保證。通過控制施工和采取各種措施，預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生甚至減少混凝土的裂縫都是能夠?qū)崿F(xiàn)的，勢必對混凝土耐久性以及提高混凝土結(jié)構(gòu)的服役年限產(chǎn)生重要意義。

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