混凝土结构裂缝

　　随着我国建设事业的飞速发展，混凝土因其取材方便、经济实用、可模性好等被广泛应用于交通、水利工程和城市建设中。近日频发的桥梁倒塌、楼房倾斜开裂等事故让人们对于混凝土结构物的安全更加重视。因此，正确分析裂缝成因，采取有效措施防止裂缝的出现和扩展显得尤为重要。

　　混凝土结构裂缝的分类及成因

　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的不密实非均质脆性结构材料。裂缝是混凝土结构最为常见的病害，不仅会影响工程质量的整体外观形象，降低结构物的抗渗和抗冻能力，导致钢筋锈蚀，影响结构物的耐久性，裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。混凝土裂缝主要分为荷载裂缝和非荷载裂缝两种。

　　1.1荷载作用引起的裂缝

　　钢筋混凝土结构，在使用荷载的作用下，截面上产生的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都会使混凝土发生变形。当其拉应变或者剪切应变大于混凝土极限值时会使钢筋混凝土构件产生裂缝。由荷载作用引起的裂缝一般是与受力钢筋以一定角度相交的横向裂缝。

　　2.2非荷载作用引起的裂缝

　　1）温度变化。混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中，由于水泥的水化反应释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，当这种拉应力超过了混凝土极限拉应力便产生裂缝；新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入贯穿裂缝，这种裂缝危害性极大。2）收缩变形。混凝土在空气中结硬时体积要缩小，产生收缩变形，这种变形不同成度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件，混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。

　　3）钢筋锈蚀。由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

　　4）碱一骨料化学反应引起的裂缝。当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥（碱含量超过0.6%钠当量时），或受到含可溶性硫酸盐的水作用时，反应生成物遇水可产生膨胀，但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力，会破坏其内部结构，并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结，形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物，由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大，而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土种，这类侵蚀破坏大多属于表面性的。2、混凝土裂缝的处理

　　对于已经产生的裂缝，需要根据实际情况采取不同的方法进行处理。一般来说，混凝土裂缝的处理方法通常主要有：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法等。

　　2.1表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，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深进裂缝的处理。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，通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

　　2.2灌浆、嵌逢封堵法。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入混凝土的裂缝中，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、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。デ斗旆ㄊ橇逊旆舛轮凶畛Ｓ玫囊恢址椒ǎ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、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

　　2.3结构加固法。当裂缝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。

　　2.4混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入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。

　　3、裂缝防止措施的进一步优化

　　3.1、使用膨胀混凝土

　　实际工程中，混凝土是处于约束状态，除了钢筋，还有旧混凝土对新浇筑混凝土的限制，致使混凝土结构使用过程中产生的伸缩无法自由释放，当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，就会出现裂缝。膨胀混凝土的膨胀源主要是水化过程中生成钙钒石，对收缩作用进行补偿。

　　3.2、参加钢纤维或者合成纤维

　　钢纤维混凝土的阻裂效应主要体现在阻止硬化混凝土破坏时的裂缝扩展上，使其开裂后仍保持一定的抗拉强度。阻裂效应的结果是提高硬化混凝土的变形能力，使混凝土基材在破坏后仍保持一定的延性。合成纤维主要是聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维，其阻裂效应主要体现在消除和减轻早期混凝土中原生裂缝的发生和发展，使混凝土的塑性收缩减小。

　　结束语

　　造成混凝土结构出现裂缝的原因是多种多样、非常复杂的。分析裂缝的性质及其对结构的危害性，判断其需要修补或加固的紧迫性，采取合理、有效、经济的修补加固措施，使混凝土结构损伤尚在轻微时期就能得到修补，保证其正常地使用。总之，只要我们在施工过程中多观察、多比较、多分析、多总结，采用适当的预防措施，很多裂缝还是可以控制的。