建筑工程之对混凝土裂缝的研究
【摘要】混凝土结构裂缝的危害是巨大的，它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻，加速内部钢筋的锈蚀，影响结构的耐久性、安全使用年限，给人们的生活带来潜在的危害。我们必须高度重视，在工程实践中以预防控制为主，若结构出现裂缝要认真分析原因，并采取相应的措施加以妥善处理。
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【关键词】干燥收缩，温度裂缝，施工配合
一、混凝土裂缝的类型及成因
（一）混凝土因自身特性产生裂缝
1.收缩裂缝。收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时，不会产生裂缝，而实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，由于混凝土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。
（1）干燥收缩。由于水泥混凝土的脱水干燥，其长度或体积会有所减少，称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的。
（2）水化收缩。水泥和水反应后生成物体积，会比反应前水泥和水的体积减小；水化反应的同时，绝对体积也会减少，即产生水化收缩。
（3）混凝土自身收缩。所谓自身收缩，是指在外部无水分供应时，水泥浆的骨架形成后，伴随着水泥水化反应的逐步完成，水泥浆中的水被消耗，会形成弯液面而发生负压，出现的收缩现象。
2.温度裂缝。温差裂缝主要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。但这其中可分为二类。一类为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。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中，出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期，其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热。对于对大体积混凝土，温升引起的膨胀是极其危险的。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的，而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。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就开裂。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。塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。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。碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。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。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，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。
（三） 混凝土结构受力裂缝。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。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的（无害裂缝）。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
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.抹干压光造成的裂缝 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面， 形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。
二、混凝土裂缝的预防措施
设计方面、施工方面的因素可以通过人为措施进行干预和调整，并且能够得到改善甚至于做到完全避免；而混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的，因为它是混凝土本身固有的特性，我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素， 才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。
（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，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。
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.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。
（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。
（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。