透過現象看本質，混凝土裂縫—我們該如何應對？
論混凝土裂縫
導讀
說起混凝土的歷史，我們可以追溯到很久遠的年代。早在19世紀20年代，就出現了波特蘭水泥，由於原料易得，造價也不是很高，並且強度和耐久性也不錯，因而得到廣泛應用。隨著我國建築工程的發展，施工工藝也不斷改進，混凝土的需求量也越來越大，在工程項目中被廣泛應用。然而，混凝土雖然有很多優點，耗能低、強度高、耐久性好等等，但是也存在著一些弊端。其中，首當其衝的當然就是混凝土結構的裂縫問題了。
裂縫在混凝土結構中是一種特別普遍的現象。在混凝土的施工過程中，裂縫的出現除了會影響建築物的抗滲能力之外，還會引起鋼筋的鏽蝕，降低材料的耐久性，從而進一步影響建築物的使用功能以及建築物的承載能力。裂縫問題經常會以不同的形式存在於混凝土結構中，幾乎可以說是無處不在。我們常說的控制結構的裂縫並不是說完全控制得住，而是在某種程度上降低它的破壞性，將它控制在一定的合理範圍之內，從而確保建築工程的質量。
古書云：「揚湯止沸，不如絕薪止火」，的確，任何事情不能只治標不治本，我們得追根溯源，從最基本的步驟、起因看起，這樣我們才能從根源下手，對症下藥。那麼，混凝土結構產生裂縫的原因究竟是什麼呢？又有哪些措施與手段來進行控制？我們又該如何去更好的控制混凝土裂縫呢？不要急，接下來，就跟小編一起來看看這些問題吧！
一、混凝土結構裂縫產生的原因
混凝土結構裂縫原因有很多種，由於混凝土抗拉能力很低，它屬於脆性材料，所以當施工和使用過程中，溫度、濕度發生變化、地基不均勻沉降時，極易產生裂縫。這些裂縫大體可以劃分為由外荷載引起的裂縫、由變形引起的裂縫以及由施工操作不當而引起的裂縫。在具體項目建設中，混凝土裂縫產生原因主要有以下幾種：
1、混凝土的硬化收縮
收縮是混凝土一個很重要的特性，對混凝土的性能有很大的影響。產生收縮裂縫的原因一般是在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產生的裂縫。多為規則的條狀，很少交叉。常發生在結構變截面處，往往與受力鋼筋平行。混凝土水化時都會產生大量的水化熱，如果這些熱量得不到散發，就容易造成混凝土內外部的溫差，讓混凝土變形，甚至因溫差過大而超過了極限產生裂縫。收縮裂縫多發生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構件，預應力構件極少產生收縮裂縫。混凝土收縮裂縫對於暴露在大氣中的構築物，危害特別大，如不加以防止，可能會造成嚴重後果。
2、溫度、濕度變形
混凝土是具有熱脹冷縮的性質，當受到外力束縛時，就會產生溫度變形，其體積膨脹或受損受限。由此產生附加應力，加之混凝土的抗拉強度低，就容易因溫度變化而被拉裂，產生溫度裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。混凝土在空氣中結硬時，體積會逐漸減小，稱為干縮。收縮裂縫較普遍，常見於現澆牆板式結構、現澆框架結構等，通常是因為養護不良造成。
3、構件超載、結構受荷
如構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩，導致垂直於構件縱軸的裂縫出現，構件在大剪力的作用下容易產生斜裂縫。結構受荷後產生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30％—40％的設計荷載時，就可能出現裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1．5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規範中，分別不同情況規定裂縫的最大寬度為．2mm～．3mm，對那些寬度超過規範規定的裂縫，以及不允許開裂的構件上出現裂縫，則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。
4、地基下沉變形
在鋼筋混凝土結構建設施工中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定於地基變形的情況，由於地基變形造成的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。 如因結構的基礎出現不均勻下沉，也容易導致混凝土裂縫的產生，甚至隨著地基下沉而逐步拉伸、擴大。
5、混凝土材料質量、配合比
材料質量問題引起的裂縫是較常見的原因。 配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當等，這幾個因素是互相關聯的。
6、施工工藝
混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標誌是成型後混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產生的直接或間接成因。水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。混凝土養護，特別是早期養護質量與裂縫的關係密切。早期表面乾燥或早期內外溫差較大更容易產生裂縫。
二、混凝土結構中常見裂縫類型
混凝土裂縫是混凝土的一種多發癥狀，大多數存在於施工階段，原因複雜多變。一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設計規定的條件下，一般視為無害。宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，並且認為寬度小於0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這裡必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。
如果按照裂縫的成因來進行劃分的話，可以劃分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類。結構性裂縫是由各種外荷載引起的裂縫,也稱荷載裂縫。非結構性裂縫是由各種變形變化引起的裂縫，干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。
三、混凝土裂縫處理措施
1、結構加固補強法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮採取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積、在構件的角部外包型鋼、採用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
2、混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然後再置換入新的材料，普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿等都是常用的置換材料。
3、灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用於對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中，膠結材料硬化後與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。此法應用範圍廣泛，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。
嵌縫填充法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫(0.3mm)，作業簡單，費用低。寬度小於0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可採取開V型槽，然後作填充處理。
4、電化學預防法
電化學防腐是根據電化學原理在金屬設備上採取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。陰極預防法、氯鹽提取法、鹼性復原法是化學預防法中常用而有效的三種方法。電化學防腐技術主要用於由氯離子侵蝕導致鋼筋鏽蝕的結構中，氯離子來自於混凝土本身、海水或除冰鹽。這種技術在鋼筋框架砌體結構中得到應用，以防鋼筋框架的鏽蝕膨脹使砌體結構開裂。這種方法的優點是預防方法受環境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用於已裂結構也可用於新建結構。
5、表面處理法
表面處理法是一種簡單、常見的修補方法，包括表面塗抹和表面貼補法，它主要適用於穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。表面塗抹適用範圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的髮絲裂縫、不漏水的縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用於大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
四、混凝土裂縫預防措施
1. 嚴格控制砼施工質量
施工質量由於施工質量原因而產生的裂縫發生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預防的主要階段。盡量採用粒徑級配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時應控制含泥量不能超過規範要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質量穩定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必須性能可靠，有利於降低混凝土凝固過程的水化熱。
2、良好的施工方案
施工方案主要應確定一定澆築量、施工縫間距、位置及構造、澆築時間、運輸及振搗等。一次澆築長度由垂直施工縫分割，最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除控制一次澆築厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區，確定澆築時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應採取材料降溫措施來控制砼入模溫度。
3、對混凝土進行養護
常規養護方法是噴水，對一般砼結構，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。澆筑後的一段時間內對混凝土內部及表面溫度進行跟蹤監測,並根據溫度的變化情況及時採取適當的保溫、保濕養護措施。大體積砼由於塊體內外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養護就不能只滿足於用常規方法。具體說，盡量晚拆模，拆模後要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養護期應以砼強度增長最快的階段為準，即7至28天，最好能長些。
以上是小編為大家搜集的一些關於混凝土結構裂縫相關的知識點，以及一些裂縫應對預防措施了，希望這些東西能對小夥伴們有所幫助哦~
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