朴红梅 PIAO Hong-mei
（呼伦贝尔学院建筑工程学院，呼伦贝尔 021008）
摘要： 现浇混凝土结构的裂缝是比较普遍的质量通病，通过分析混凝土结构裂缝产生的原因来分析，提出针对裂缝的处理方法。
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关键词 ： 混凝土；裂缝；处理中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0113-03
作者简介：朴红梅（1972-），女，内蒙古呼伦贝尔人，高级工程师，研究方向为土木工程施工及工程项目管理。
0 引言
混凝土在现代工程建设中占有重要地位，应用极为广泛，而混凝土结构构件出现裂缝也较为普遍。现代建筑工程中，现浇钢筋混凝土结构易产生裂缝是一个比较普遍的质量通病，不仅影响观感，严重的裂缝会引起钢筋的锈蚀，降低建筑结构的承载力、稳定性，也将破坏建筑物、构筑物的整体性，甚至会导致重大的质量事故。正确分析裂缝出现的原因，切实加以防治，针对出现的裂缝采取相应的处理方案，具有重要意义，也是十分必要的。
1 混凝土结构裂缝产生的原因
现代建筑施工中采用的混凝土均已为商品混凝土，商品混凝土是由水泥、骨料、水和外加剂、掺合料组成的材料，俗称商混。商混较原有现场混凝土搅拌质量更易保证，施工更方便，形成的结构构件质量也较原有现场搅拌混凝土要高些。但这些并没有彻底改变混凝土结构容易产生裂缝，要探究混凝土结构裂缝产生的原因，就要从设计、材料、施工和环境管理等方面分析。
1.1 设计的原因 在设计阶段，由于设计存留的隐患造成混凝土结构产生裂缝。比如：
①设计中对结构构件截面突变或是洞口引起应力集中，若相应的构造措施处理不当，必然引起完工后构件产生裂缝；②设计时对构件施加预应力不当；③设计时钢筋配置不合理；④设计时未充分考虑混凝土构件的收缩变形；⑤设计时采用的混凝土强度等级过高；⑥设计时变形缝、沉降缝或抗震缝设置不当，产生的拉应力超过了结构构件的抗力：
1.2 材料的原因 ①骨料粒径的影响，商混均采用粒径较小的骨料，单位水泥用量和拌和水用量多。在混凝土的组成中，粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分，因此粒径较小的粗骨料和较少的粗骨料用量对制约混凝土收缩是不利的，易出现裂缝；②骨料含泥量的影响，泥降低了骨料与水泥浆之间的粘结，弱化了水泥石的紧密度，骨料的含泥量越高，混凝土的收缩性就越大，也越容易造成开裂；③水泥品种的影响，普通硅酸盐水泥收缩比矿渣硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。为了提高施工效率，商品混凝土中的水泥用量往往比普通混凝土要大，而且又因加了外加剂，造成初期的水化速度快，产生的水化热也较多，从而降温时因自身约束引起的温度应力也比普通混凝土要大得多。在大体积混凝土中尤为显著，极易造成积聚于内部的水化热不易散发的情况，形成与表面温差较大的梯度而产生结构的浅表裂缝；④坍落度的影响，商混的坍落度普遍较大，造成商混的收缩值较大，易导致商混裂缝的产生；⑤外加剂的影响，在商混搅拌过程中会添加外加剂，大多是兼有减水、泵送、缓凝等综合作用的高效复合外加剂，易产生裂缝。
1.3 施工方面的原因 ①现场浇筑混凝土时，振捣不当，影响混凝土的密实性和均匀性；②混凝土终凝前未仔细收光，商混坍落度大，水泥浆含量高，在终凝前因表面收缩极易出现收缩裂缝，对于掺加了活性掺和料的混凝土就尤为显著。如果在终凝前未仔细收光，则收缩裂缝不会自行闭和，导致混凝土非结构性浅表裂缝的产生；③现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝；④模板支撑拆除过早和结构受荷载过早；⑤施工天气的影响。
1.4 使用中的原因 ①地基沉降，地基的不均匀沉降造成开裂；②温度变化，混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝；③湿度变化，混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2～0.4‰，其发展规律是早期快、后期缓慢；④结构受荷，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：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、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝；⑤徐变，混凝土徐变造成开裂或裂缝发展；⑥周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝；⑦意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝；⑧野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。
混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。
2 混凝土结构裂缝的控制措施
应分别从产生混凝土结构裂缝的原因进行控制，如注意尽量避免结构断面突变带来的应力集中；注意容易开裂部位的构造措施；注意材料的选择和混凝土强度等级的选用。
在施工方面，注意模板的安装和拆除；注意商混的运输、浇筑和养护；注意施工时的天气的影响因素；提高改善商品混凝土质量和性能，对减少现浇混凝土板的裂缝也起到控制作用。在使用时，注意加强管理，避免出现产生混凝土结构裂缝的因素。
3 混凝土裂缝的处理方法
混凝土裂缝的产生会导致结构的刚性和整体性，同时还会加速混凝土碳化、钢筋锈蚀，降低混凝土的抗疲劳能力等性能。因此，针对裂缝产生的具体情况要采取必要的措施，从而确保建筑物结构的刚性、稳定性、整体性，实现安全使用。
针对混凝土裂缝产生的情况不同，可采取以下几种方式：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法。
3.1 表面修补法 对于混凝土表面裂缝、深进裂缝，或大面积细裂缝的防渗漏，以及裂缝不会影响到建筑的承载力的情况下，可采用表面修补法。
①在裂缝表面涂抹水泥砂浆。施工时，凿毛裂缝周边的混凝土表层，或将深进裂缝凿成V型或U型槽，将裂缝清扫干净并将水洒入浸湿，刷水泥净浆一遍后涂抹水泥砂，用工具将水泥砂浆抹光压密。②表面涂抹环氧胶泥。在涂抹环氧胶泥前先用钢丝、砂布等工具将表面清除干净，如果有油污可用二甲苯或丙酮将其擦洗干净，也可用喷灯将潮湿的表层烤干预热，以确保混凝土与环氧胶泥更好的粘结，如果基层有潮湿，可选用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹。③在混凝土面层干燥后，在其面层涂刷油漆、沥青。
3.2 内部修补法 内部修补法是将胶结材料借助压浆泵挤压入开列的裂缝中，通过胶结材料凝结硬化实现补缝的目的，从而使建筑结构保持整体性。此种修补方式适用于对防水防渗有要的裂缝修补，以及对建筑结构的整体性有影响的裂缝修补。一般使用水泥和化学材料作为灌浆胶结材料，材料的实际选择要按照裂缝的要求和施工状况来定。而对于裂缝宽度小于0.5mm，一般采用化学灌浆，而对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，一般选择水泥灌浆。
3.2.1 水泥灌浆 对于大体积混凝土结构的修补工艺程序是先钻孔、冲洗，再止浆、堵漏，然后埋管、试水，最后灌浆。
钻孔一般孔深要穿过裂缝面0.5m以上，孔间距约为1m～1.5m，而钻孔轴线与裂缝一般呈30°～40°斜角，当根据裂缝的要求需要有两排或多于两排的孔时，钻孔布置就为交错或呈梅花形；当钻孔完毕后要对孔进行冲洗，冲洗的要求是逐孔冲洗按竖向排列自上而下进行；在孔缝冲洗干净后，在裂缝表面使用水泥砂浆或环氧胶泥进行涂抹，实现止浆、堵漏；埋管安装前应在管外壁裹上旧棉絮同时用麻丝缠紧，然后将其旋入钻孔，再用旧棉絮或麻丝将钻孔口管壁周围的孔隙塞紧，再用水泥砂浆或硫硫酸砂浆进行封堵，避免从孔口溢出灌浆或冒浆；试水是用0.098MPa～0.196MPa压力水作渗水试验，采用排气孔排水、灌浆孔压水的方法来检查裂缝和管线通畅状况，再将排气孔关闭，再检验止浆堵漏情况，同时将裂缝面湿润，便于更好的粘结；灌浆时所使用的水泥一般为425号以上的普通水泥，灌浆压力应控制在0.294MPa～0.491MPa，压将完成后浆孔内应被灰浆充满并填入湿净砂，再用工具按压浆顺序依次捣实，在捣实的堵漏，继续压浆。
3.2.2 化学灌浆 化学灌浆的特点是，粘结强度高，弹性恢复力强，同时能更好的控制凝结时间，使建筑物的整体性结构效果更好。应用广泛，适用于各种情况下裂缝修补及堵漏、防渗处理。灌浆材料的选用，应根据裂缝的宽度、干燥情况、开裂性质作为参考。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液（能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝）、甲凝（能灌0.03mm～0.1mm的干燥细微裂缝）、丙凝（用于堵水、止漏及渗水裂缝的修补，能灌0.1mm以下的细裂缝）等，环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等有点，应用最广。
化学灌浆施工的工艺程序是，首先进行表面处理（布置灌浆嘴和试气），然后进行灌浆、封孔操作，一般采取骑缝直接用灌浆嘴施喷，不另设钻孔。
3.3 结构补强加固法 当混凝土裂缝影响到建筑结构性能时，需要考虑对混凝土结构进行补强加固处理，从而控制裂缝进一步开裂，恢复建筑结构的整体性。一般采用钢板、锚杆等材料对建筑结构作补强加固。
①采用锚杆加固时，灌注材料通常选用水泥砂浆或树脂，而锚杆与缝面夹角越大越好。待灌浆浆液凝固后，锚杆自然与结构结合，同时能使混凝土弥合，从而使结构的承载能力得到加强。②钢板补强法，是先通过粘合剂将钢板粘结在混凝土表面上，再采用锚杆固定安装。为达到更好的粘合效果，可先将钢板固定，再用灌浆的方式使混凝土与钢板间的孔隙更好地弥合。③钢筋混凝土补强法，是在原混凝土结构的表层浇筑钢筋混凝土，以实现裂缝封闭，提高结构的承载力，更好地扼制裂缝的继续发展。
3.4 混凝土置换法 混凝土置换法是针对一些混凝土损坏比较严重的一种有效措施。首先，剔除原有混凝土，再置换入新的材料。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。
3.5 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、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
3.6 仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
4 混凝土结构裂缝处理案例分析
4.1 混凝土结构加固补强法 某玻璃制造企业的设备—竖窑，在使用10年后，发现一层结构楼板底和梁底、两侧出现了裂缝，且相当一部分结构出现了混凝土脱落、漏筋、钢筋锈蚀现象。经全面检测，一层楼板上表面没有明显裂缝，裂缝均出现在结构底部，最严重的是梁，主筋Φ25锈蚀达2mm，箍筋Φ8锈蚀达1.5mm；梁的混凝土保护层厚度为18mm，夹杂有木块等杂物出现；梁的裂缝沿着主筋方向较大，垂直于主筋方向的裂缝大致在箍筋位置；板底也均是沿钢筋布置方向出现较明显裂缝，混凝土呈酥松状。
按实际情况进行了分析结论为：混凝土在浇筑时振捣不密实，施工时现场环境较差，施工不认真，有杂物夹杂，造成结构产生裂缝；使用现场环境较潮湿，含碱量较大；常年的使用，混凝土结构的不密实造成了有害介质的侵入，混凝土碳化，引起钢筋锈蚀，当锈层加厚达到张裂混凝土保护层时，混凝土保护层脱落。
对钢筋的锈蚀情况做进一步的分析，检测了结构的混凝土强度，承载力降低，为安全使用，采用了结构加固法进行裂缝的处理。经计算，决定在梁底、两侧和板底加固钢筋网。
处理方法：先将原结构做好固定支撑，原酥松混凝土全部凿除，剔除钢筋锈蚀层，高压水冲刷干净，固定加固钢筋网，喷射C30混凝土。经处理后使用效果很好。
4.2 混凝土灌浆 一冬季施工的建筑结构，梁板的浇筑为冬季施工，后采用封闭覆膜和电加热的方式养护。在第二年春季拆模时发现，梁板节点处出现了大量的空洞和蜂窝，经检测和分析，冬季施工时的温度为-25℃，施工现场结构表面有冰冻现场，在浇筑混凝土时未及时处理，形成空洞，决定采用浇灌混凝土进行处理。将蜂窝处凿除，并形成U形表面，用高压水冲刷干净；先喷涂一遍素水泥浆，后用C40细石混凝土（添加少量膨胀剂）浇灌。处理后使用效果很好。
减少钢筋混凝土结构出现裂缝，必须从设计、材料、施工、使用等方面加以控制。同时要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
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