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摘 要：本文从混凝土自身特性产生裂缝、化学反应引起的裂缝、混凝土结构受力裂缝、施工工艺及流程造成的裂缝四个方面进行分析,提出混凝土裂缝产生的预防措施及混凝土裂缝的处理措施,解决因混凝土结构裂缝的危害影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,避免或减少内部钢筋的锈蚀,提高混凝土结构的耐久性、安全使用年限.
关 键 词 ：混凝土裂缝；混凝土结构；裂缝预防；裂缝处理
一、混凝土产生裂缝的原因分析
(一)混凝土因自身特性产生的裂缝分析
1、收缩裂缝.混凝土硬化后水份蒸发体积收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝.如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂.可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数.
2、温度裂缝.是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的.一是由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的.二是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力.影响温度裂缝的主要因素有：水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等.
3、沉陷（塑性） 收缩裂缝的成因.是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩.其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度较小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂.影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等.
(二)化学反应引起的裂缝分析
混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂.这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防.由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂.挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承耐能力就将在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝.
(三)混凝土结构受力裂缝分析
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝.例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝.对那些宽度超过规范规定的裂缝, 以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析, 慎重处理.
(四)施工工艺及流程造成的裂缝分析
1、施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝；施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝.
2、在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响 振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态；而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝.
3、模板、垫层过于干燥 模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝.
4、养护不当造成的裂缝 过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝.在混凝土初凝时,需开始养护.
二、 混凝土裂缝的预防措施
对混凝土裂缝的控制方法,应该以预防为主,同时在施工过程做好过程控制, 尽量做到按设计和施工规范进行操作, 如果发现微小裂缝存在,应及早进行处理补救.现针对现场实际可能出现的情况,提出以下控制措施和建议.
(一)严格控制混凝土施工配合比
根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比.严格控制水灰比和水泥用量.选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度.
(二)严格控制混凝土的温度应力
温度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在20～25 ℃范围内时,不会产生温度裂缝.在保证混凝土强度的条件下,尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；尽量降低混凝土的入模温度,规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过28 ℃,故在气温较高时,可在砂石堆场、运输设备上搭设简易遮阳装置,采用低温水或冰水拌制混凝土.
(三)做好裂缝计算
设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等.
(四)做好混凝土的浇筑和振捣
在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度.在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生.通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片；承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝.混凝土浇捣完成后,要及时进行养护,包括湿度和温差方面的要求.禁止在混凝土强度未达到设计和施工规范规定要求的情况下,擅自进行拆除支撑和模板.同时应根据设计提供的承载力限值,合理进行材料堆放.
三、混凝土裂缝的处理措施
(一)表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修朴方法.它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理.通常的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.在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施.
(二)灌浆、嵌缝封堵珐
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补.它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中.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.常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料.嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法.它通常是沿裂缝凿槽.在槽中嵌填塑性或刚性止水材料.以达到封闭裂缝的目的.常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡腔等等.常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆.
(三)结构加固法
当裂缝影影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理.结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积.在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固.
(四)混凝土置换法
混凝土置换珐是处理混凝土严重损坏的一种有效方法.此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料.常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆.
(五)电化学防护法
电化学防腐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所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的.阴极防护法、氯盐提取法、缄性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法.