【摘 要】 本文在大量調(diào)查的基礎(chǔ)上，對鋼混結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，裂縫產(chǎn)生的部位及其形態(tài)特點(diǎn)，還有可能造成的危害進(jìn)行了分析。并且在調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們還進(jìn)行了大量的輔助性試驗(yàn)，對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了驗(yàn)證，并提出了一些裂縫的防治方法與補(bǔ)救措施。

【關(guān)鍵詞】 鋼筋混凝土；裂縫；斷裂；承載能力

1.混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因

1.1由于水化熱引起的混凝土開裂

由于混凝土中使用的水泥是一種具有活性的堿性材料，在混凝土凝結(jié)和硬化工程中，水泥和水產(chǎn)生水化反應(yīng)，釋放出大量的熱，導(dǎo)致混凝土自身溫度升高。這種裂縫往往在混凝土內(nèi)部溫度不宜導(dǎo)出的情況下產(chǎn)生。

1.2混凝土塑性期收縮裂縫

混凝土塑性期收縮裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中最常見，也是最易出現(xiàn)的裂縫。這種裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)，混凝土仍處于塑性狀態(tài)的時(shí)刻。其產(chǎn)生原因主要是混凝土在初凝前表面水分蒸發(fā)快，混凝土結(jié)構(gòu)表層出現(xiàn)干縮。

1.3混凝土干縮引起的裂縫

普通混凝土在硬化過程中，由于水分的流失產(chǎn)生干縮而引起體積變化，這種過程往往維持時(shí)間較長。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)，如兩端固定的梁，或四周約束的板等幾何尺寸較大的構(gòu)件最易產(chǎn)生此種裂縫，澆注在老混凝土或巖基上的新混凝土由于收縮比率不同也可能產(chǎn)生這種裂縫。

1.4混凝土中由于堿集料反應(yīng)引起的裂縫

混凝土中的主要成分之——水泥是堿性活性物質(zhì)，當(dāng)混凝土中的粗、細(xì)骨料具有易與堿性物質(zhì)反應(yīng)的活性物質(zhì)時(shí)，骨料易與水泥中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后的生成物體積往往比反應(yīng)前的體積增大數(shù)倍。這種反應(yīng)通常稱為堿集料反應(yīng)。裂縫多出現(xiàn)在建筑物的潮濕部位，濕度越大，愈嚴(yán)重。

1.5鋼筋腐蝕引起的裂縫

當(dāng)混凝土保護(hù)層過薄，特別是混凝土的密實(shí)性較差時(shí)，由于空氣中或水氣中溶解的二氧化碳的侵入，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將導(dǎo)致混凝土中的鋼筋由原來所處的堿性環(huán)境變?yōu)樗嵝原h(huán)境。鋼筋在酸性環(huán)境中很容易被氧化對周圍的混凝土造成擠壓而脹裂。因此這種裂縫對建筑物的耐久性具有嚴(yán)重的影響。

1.6荷載作用引起的裂縫

結(jié)構(gòu)物在荷載作用下要產(chǎn)生變形，當(dāng)變形量超過控制值時(shí)常會產(chǎn)生荷載裂縫。由于產(chǎn)生裂縫的荷載性質(zhì)不同，產(chǎn)生的裂縫形狀各異。

1.7其它原因引起的裂縫

由于外界溫度的作用也常會引起結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫。如屋頂保溫層性能差對由于季節(jié)交替產(chǎn)生溫度應(yīng)力作用常常會引起樓房頂層或上面數(shù)層房屋門窗口的上面兩角出現(xiàn)倒八字形裂縫。

由于建筑材料質(zhì)量問題也會引起混凝土結(jié)構(gòu)開裂。主要是由于砂、石含泥量高或含有機(jī)物質(zhì)超標(biāo)，而嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度才導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的。混凝土攪拌用水也應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，不能采用含鹽成分過高的地下水拌制混凝土，否則也會造成混凝土的龜裂。

2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的特點(diǎn)（常見）

2.1溫度裂縫的特點(diǎn)

溫度裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)最常見的裂縫之一，我們通過對C20，C40，C60三種不同強(qiáng)度混凝土試塊的溫度變化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)，尤其是在混凝土塑性期溫度變化范圍較大時(shí)（試驗(yàn)測試溫度為5℃—65℃），極易引起混凝土試件產(chǎn)生溫度裂縫。

2.2荷載裂縫的特點(diǎn)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，拉應(yīng)力主要由鋼筋承受，而壓應(yīng)力則主要由混凝土承擔(dān)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件受到彎矩、軸向力或剪力作用時(shí)往往會出現(xiàn)裂縫，這種裂縫稱為荷載裂縫。當(dāng)荷載過大時(shí)，混凝土出現(xiàn)受壓破壞裂縫，裂縫形狀不規(guī)則，但混凝土出現(xiàn)受壓裂縫時(shí)，表示混凝土接近極限承載能力。

2.3其他類型裂縫的特點(diǎn)

干縮裂縫往往是不規(guī)則的龜裂狀，寬度一般情況下不會很寬，可能是貫穿裂縫，也可能是非貫穿裂縫。干縮裂縫與所選用混凝土材料的配比、周圍工作環(huán)境的干濕程度、構(gòu)件幾何尺寸的大小等多種因素相關(guān)聯(lián)。

地基不均勻沉降常導(dǎo)致建筑物整體受力不均而在局部出現(xiàn)豎向裂縫，隨著沉降的加劇，裂縫也將逐漸發(fā)展。其具有著特定的裂縫形態(tài)，較易識別和劃分。鋼筋銹蝕裂縫多為順筋裂縫，堿集料反應(yīng)導(dǎo)致的裂縫則是由內(nèi)向外發(fā)展，且沿裂縫常有堿硅凝膠滲出。

3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)后的治理措施

經(jīng)過前面的研究，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫類型和成因有了一個(gè)基本的了解，對于鋼筋混凝土裂縫應(yīng)采取“預(yù)防為主、治理為輔”的方針。但對于已出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫可采取以下治理措施。

3.1由于溫度和干縮形成的混凝土裂縫

由于這種裂縫對結(jié)構(gòu)的承載力無大影響，該裂縫的存在主要是影響結(jié)構(gòu)的使用功能或耐久性，因此通常采取壓力灌漿的方法對裂縫進(jìn)行封堵，灌漿材料依據(jù)使用功能而定。

3.2荷載裂縫出現(xiàn)時(shí)結(jié)構(gòu)的加固與裂縫的處理

混凝土出現(xiàn)荷載裂縫意味著結(jié)構(gòu)承載能力的不足，因此，在處理荷載裂縫之前應(yīng)搞清產(chǎn)生荷載裂縫的結(jié)構(gòu)原因，以便采取合理的結(jié)構(gòu)措施，增加結(jié)構(gòu)承載能力。一般而言采用的補(bǔ)強(qiáng)方法有以下幾種：

3.2.1加大截面加固法：即在原混凝土構(gòu)件外，疊澆新的鋼筋混凝土，增大構(gòu)件的截面積和配筋，達(dá)到提高構(gòu)件承載能力和剛度，降低柱子長細(xì)比的目的，常用于梁、柱、板等混凝土構(gòu)件。

3.2.2外包鋼加固法：是在原混凝土構(gòu)件包以型鋼，大幅度提高構(gòu)件承載力的一種加固方法?？捎糜谥土旱募庸?。

3.2.3預(yù)應(yīng)力加固法：是采用體外補(bǔ)加預(yù)應(yīng)力拉桿或型鋼撐桿，對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)行加固的方法。

3.2.4粘貼鋼板加固法：是指用膠粘劑把薄鋼板粘貼在混凝土構(gòu)件表面，使薄鋼板與混凝土整體協(xié)同工作的加固方法。常采用的鋼板為普通鋼板式16錳鋼為宜，膠粘劑為結(jié)構(gòu)膠（914膠）。

3.2.5鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)加固后再對裂縫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，目前，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固也可采用粘貼高強(qiáng)碳纖維布的方法，由于碳纖維材料重量輕、彈性模量高、抗拉能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這種加固補(bǔ)強(qiáng)的方法得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3.3對于其他原因產(chǎn)生的裂縫修補(bǔ)方法也應(yīng)先找出產(chǎn)生裂縫的原因，經(jīng)結(jié)構(gòu)處理使裂縫基本處于穩(wěn)定情況時(shí)再根據(jù)裂縫特點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)時(shí)仍以表面修補(bǔ)法、加壓灌漿法和填充密封法應(yīng)用最為廣泛。

4.結(jié)語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力由混凝土材料自身特點(diǎn)所決定，裂縫的出現(xiàn)是十分普遍的現(xiàn)象，但只要精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真施工，采用合理的混凝土配比，嚴(yán)格控制混凝土原材料的品質(zhì)，完善施工管理，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)適當(dāng)添加混凝土外加劑或外加材料。一旦混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)裂縫特征，分析其種類和產(chǎn)生的原因，針對不同情況，有的放矢，予以治理。隨著建筑市場的不斷完善和發(fā)展，鋼筋混凝土建筑會越來越多，隨著新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)，混凝土裂縫問題最終會得到較好的解決。

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