李　慧　張正亞　李瑞紅（.鄭州工商學院，河南　鄭州　450000；.南通職業(yè)大學，江蘇　南通　6000）

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混凝土裂縫成因分析及對策研究

李慧1張正亞1李瑞紅2
（1.鄭州工商學院，河南鄭州450000；2.南通職業(yè)大學，江蘇南通226000）

目前在土木工程中混凝土結構居多，由于內(nèi)外因素的作用，混凝土結構難免存在裂縫，而裂縫是降低混凝土結構物承載能力、耐久性等性能的主要原因。鑒于此，結合工程實例，通過剖析混凝土裂縫的成因，提出混凝土裂縫的處理對策，供工程實際參考。

混凝土裂縫；成因；對策

在當今土木工程中，使用最廣泛的建筑材料莫過于混凝土。混凝土因其原材料來源豐富、價格便宜、抗壓強度高，能夠根據(jù)模板的形狀澆筑成各種構件，而且耐火性能好、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點，已成為結構的主體材料，但混凝土的抗拉強度低，容易出現(xiàn)收縮。混凝土是以水泥為主的膠凝材料漿體，將松散的砂石材料等混合粘結在一起而形成的多元、多相、非均質水泥基復合材料?；炷翉拈_始灌注到振搗這個過程可能會出現(xiàn)粗細骨料下沉、水泥漿體上浮的現(xiàn)象，而水泥漿體受粗細骨料的約束，在混凝土表面和內(nèi)部出現(xiàn)大量細微裂縫。而隨養(yǎng)護條件、環(huán)境條件和荷載情況的變化會出現(xiàn)各種各樣的裂縫。

混凝土作為非均質脆性材料，其面臨著自身變形、施工及約束等一系列問題，經(jīng)硬化成型的混凝土中存在著許多的微孔隙、氣穴和微裂縫。而正因為這些初始缺陷的存在，使混凝土表現(xiàn)出一些非均質的特性。一般微裂縫是一種無害裂縫，對混凝土的承載能力、抗?jié)B、抗凍和其他使用功能不產(chǎn)生危害，但當混凝土經(jīng)受荷載、溫差等因素綜合作用之后，微裂縫就會不斷延伸甚至連通，最終形成人們?nèi)庋勰軌蚩吹降暮暧^裂縫，此宏觀裂縫就是混凝土結構工程中常提及的裂縫。基于裂縫的種類繁多，要從根本上解決混凝土裂縫的問題，就需從混凝土裂縫的成因入手，作出正確的判斷和分析，進而有效控制和減少混凝土結構的裂縫。

1　混凝土裂縫成因分析

1.1建設階段產(chǎn)生的裂縫

1.1.1設計因素。工程設計不但要考慮工程的質量，還要對工程的材料和技術進行詳細的規(guī)劃。例如，為保證建筑物外觀形式的完美，有些建筑物表面存在過多凹凸角，這些凹角會造成應力集中，導致建筑物出現(xiàn)裂縫；設計時若配置構造鋼筋過少或過粗等，也容易引起構件裂縫；因設計的承重板厚度過小，整體剛度下降，承重板中鋼筋和混凝土的應力均增大，導致承重板出現(xiàn)貫穿性裂縫。

1.1.2原材料因素?；炷劣稍牧纤鸬牧芽p體現(xiàn)在兩方面：原材料的質量和配合比。例如，使用導致混凝土收縮性較高的水泥品種；水泥強度等級過高；粗細骨料中含泥量過大，針片狀顆粒含量過大；粗細骨料的顆粒級配不符合要求，或采用不恰當?shù)拈g斷級配；混凝土中單位水泥用量和單位用水量過多；混凝土外加劑或摻和料的品種選擇不當或摻量不當；砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差等原因均易產(chǎn)生裂縫。

1.1.3施工因素?；炷潦┕ぶ苯雨P系著工程的質量，混凝土由施工不當所引起的裂縫體現(xiàn)在兩方面：施工方法不規(guī)范和養(yǎng)護措施不恰當。例如，高空澆注混凝土時，烈日暴曬或風速過大等；大體積混凝土澆注時，施工現(xiàn)場對混凝土采用的降溫和保溫措施不到位，引起混凝土內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生溫度裂縫；施工現(xiàn)場振搗混凝土不當，如漏振、過振、振搗棒抽撤過快等；大體積混凝土工程缺少二次抹面；施工現(xiàn)場拆模過早或模板拆除不當，導致拆模裂縫；施工現(xiàn)場預應力張拉不當，引起混凝土張拉裂縫；施工現(xiàn)場養(yǎng)護措施不符合規(guī)范要求，導致收縮裂縫等。

1.2使用階段產(chǎn)生的裂縫

混凝土結構物在投入使用階段，隨時間的推移而發(fā)展原有裂縫或形成新的裂縫。例如，結構物基礎產(chǎn)生不均勻沉降，造成沉降裂縫；使用荷載超負荷；結構物的周圍環(huán)境如酸、堿、鹽等的侵蝕作用產(chǎn)生裂縫；建筑物裝修時隨意拆除承重墻或鑿洞等；混凝土徐變亦會造成結構物的開裂或裂縫的進一步發(fā)展：輕度地震、火災等不可抗力的意外事件引起結構物的裂縫等。

2　混凝土裂縫處理對策

2.1表面處理法

表面處理法有表面涂抹法和表面貼補法2種方法。其中，表面涂抹法適用于膠漿難以灌入的細而淺的裂縫，或深度沒有達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再進行活動的裂縫；而表面貼補法是針對大面積漏水裂縫的防滲堵漏的方法。

2.2灌漿法

灌漿法是指把一定量的膠凝材料配制成漿液，并通過專用的壓力設備將漿液灌入到需要修補的區(qū)域，漿液會在區(qū)域內(nèi)逐漸擴散，并且在一段時間后凝固，凝固的漿液起到防滲、補強、堵漏、加固的效果。該方法無論是細微裂縫還是大裂縫均可采用，故應用范圍較廣且處理效果良好［1］。

2.2.1化學灌漿材料?；瘜W灌漿材料是比較理想的裂縫處理材料，其凝結時間有可調(diào)節(jié)性，同時又有可灌性?；瘜W灌漿材料種類繁多，如丙烯酞胺、聚氨醋、環(huán)氧樹脂等。

2.2.2普通水泥灌漿。對于厚混凝土墻、大體積水壩以及水工結構巖石基礎上的裂縫，可以用普通水泥封閉灌溉。

2.2.3聚合物灌注。含有氨基甲酸乙酯、丙烯酰胺聚合物等材料的灌漿料與水反應生成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，從而起到封閉裂縫的作用。該法通常用于潮濕的環(huán)境中。

2.3填充法

填充法基于裂縫寬度的不同，處理方式也不同。對于寬度大于0.3mm的裂縫，一般采用直接將修補材料填充裂縫的方法。而對于寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或者裂縫中雖有充填物但用灌漿法無法達到預期效果的裂縫等可采用先開V型槽，而后再作填充處理。兩種方法中前者作業(yè)簡單，費用低；后者相反。

2.4結構補強法

結構補強法一般包括錨固補強法、斷面補強法和預應力加固法等。該方法適用于超荷載引起的裂縫，或裂縫長時間不處理致使混凝土耐久性降低的裂縫，以及因火災造成混凝土結構強度下降的裂縫等。對于混凝土裂縫處理效果的檢查試驗有鉆芯取樣試驗、修補材料試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。

2.5電化學防護法

電化學防護法是通過施加電場在介質中的電化學作用，來改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，令鋼筋發(fā)生鈍化，進而達到防腐目的的方法。該方法具有受環(huán)境因素影響較小的優(yōu)點，故適用于混凝土和鋼筋混凝土的長期防腐、已裂結構及新建結構。電化學防護法常用且有效的方法有陰極防護法、堿性復原法和氯鹽提取法3種。

2.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種模仿生物組織對其受創(chuàng)傷位置自動分泌某些物質，而令創(chuàng)傷部位得以愈合的方法［2］。該方法是裂縫處理的一種新方法，在商品混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊的組分（如含黏結劑的膠囊或液芯纖維），進而在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，一旦混凝土出現(xiàn)裂縫，會自動分泌出部分液芯纖維保證裂縫重新愈合。

3　混凝土裂縫控制案例分析

3.1在建工程產(chǎn)生裂縫描述

南水北調(diào)中線工程輝縣第七標段大蒲河公路橋0#橋臺背墻于2012年4月質量排查過程中發(fā)現(xiàn)了0.03～0.23mm的縱向裂縫。裂縫檢測方法及設備如表1所示。根據(jù)《南水北調(diào)中線干線工程混凝土結構質量缺陷及裂縫處理技術規(guī)定（試行）》文件，該處質量缺陷判別為Ⅲ類缺陷。

3.2裂縫的成因分析

工作人員通過認真分析，發(fā)現(xiàn)是建設階段施工不當造成的。該處混凝土澆筑完成后拆模過早，且未及時進行灑水養(yǎng)護，造成內(nèi)外溫差過大，進而形成溫度裂縫。

3.3裂縫的處理方案

該處混凝土裂縫對橋梁外觀有影響，而對橋梁運行安全無不良影響?？紤]到混凝土裂縫易造成鋼筋銹蝕，降低混凝土的耐久性，經(jīng)討論最終確定采用改性環(huán)氧樹脂利用灌漿法進行處理。

3.4裂縫處理后質量檢查結果

此次貫穿裂縫處理完畢，達到10d齡期后，由第三方試驗室進行裂縫壓水試驗，每條裂縫試驗時至少布置1個檢查孔。通過壓水試驗，所檢裂縫處理后未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

3.5裂縫處理總結

針對大蒲河公路橋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，在施工時應盡量避免環(huán)境惡劣時節(jié)，優(yōu)化混凝土的施工工序，降低入倉混凝土的溫度，并在澆筑完成后加大養(yǎng)護力度。

表1　裂縫檢測方法及設備

4　結語

混凝土裂縫是普遍存在的歷史問題，也是一個從來沒有停止研究的課題?；炷亮芽p會降低混凝土結構物的承載性能和耐久性能，而預防與控制混凝土裂縫需要設計、施工、監(jiān)理、建設方等多方面的配合協(xié)調(diào)。對于已出現(xiàn)的混凝土裂縫應分析其成因，及早對其進行控制和處理，從而保證土木結構物的安全與穩(wěn)定。

［1］趙鵬濤.建筑工程中混凝土裂縫的成因及處理方法［J］.科技致富向導，2012（3）：168.

［2］王震.混凝土裂縫的成因及預防措施［A］.山西省第十二屆青年優(yōu)秀水利科技論文選集，2015.

Cause Analysis and Countermeasure Research of Concrete Crack

Li Hui1Zhang Zhengya1Li Ruihong2
（1.Zhengzhou Technology and Business University，Zhengzhou Henan 450014；2.Nantong Vocational College，Nantong Jiangsu 226000）

At present，concrete structure is in the majority in civil engineering，due to the role of internal and external factors，the concrete structure will inevitably exist cracks，the crack is the main reason for reducing the carrying capacity and durability of concrete structures.In view of this，combined with the engineering example，through the analysis of the causes of concrete cracks，this paper put forward the concrete crack treatment measures，for the engineering practical reference.

concrete crack；cause；countermeasure

TU745.39

A

1003-5168（2016）04-0104-03

2016-03-15

李慧（1982-），女，碩士，講師，研究方向：高性能混凝土、混凝土結構。