普通(tong)混(hun)凝土裂(lie)縫產生的原因

1荷載引起的裂縫

混凝土在(zai)常(chang)規靜、動(dong)荷載(zai)及次(ci)應(ying)力(li)下產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)稱荷載(zai)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)，歸納起來主要(yao)有直(zhi)接應(ying)力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)、次(ci)應(ying)力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)兩種。直(zhi)接應(ying)力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)是指(zhi)外(wai)荷載(zai)引起的(de)直(zhi)接應(ying)力(li)產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng), 次(ci)應(ying)力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)是指(zhi)由外(wai)荷載(zai)引起的(de)次(ci)生(sheng)應(ying)力(li)產生(sheng)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)。

荷(he)載(zai)(zai)裂(lie)縫特(te)(te)征依(yi)荷(he)載(zai)(zai)不同而異(yi)呈現不同的(de)特(te)(te)點。這類(lei)裂(lie)縫多出現在受拉區(qu)(qu)、受剪(jian)區(qu)(qu)或振(zhen)動(dong)嚴(yan)重部(bu)位。但(dan)必須指出，如果受壓區(qu)(qu)出現起皮或有沿(yan)受壓方(fang)向的(de)短(duan)裂(lie)縫，往(wang)(wang)往(wang)(wang)是(shi)結(jie)構(gou)達(da)到承載(zai)(zai)力極(ji)限的(de)標(biao)志(zhi)，是(shi)結(jie)構(gou)破壞的(de)前兆，其原(yuan)因往(wang)(wang)往(wang)(wang)是(shi)截面尺寸偏小。

2溫度引起的裂縫

混凝(ning)土具有熱脹冷(leng)縮性質，當外部環境或結構內(nei)部溫度發生(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)化，混凝(ning)土將(jiang)發生(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)形，若變(bian)形遭到(dao)約束(shu)，則在結構內(nei)將(jiang)產生(sheng)(sheng)(sheng)應(ying)力(li)，當應(ying)力(li)超(chao)(chao)過混凝(ning)土抗拉強度時即產生(sheng)(sheng)(sheng)溫度裂(lie)縫(feng)。在某些(xie)大(da)跨徑橋梁中，溫度應(ying)力(li)可以達到(dao)甚至(zhi)超(chao)(chao)出活(huo)載應(ying)力(li)。溫度裂(lie)縫(feng)區別(bie)其它裂(lie)縫(feng)最主要(yao)特征(zheng)是將(jiang)隨(sui)溫度變(bian)化而擴張或合攏。

3收縮引起的裂縫

在實際工程中(zhong)，混(hun)凝土(tu)因收縮(suo)所引起的(de)裂(lie)縫是(shi)最常見(jian)的(de)。在混(hun)凝土(tu)收縮(suo)種類中(zhong)，塑性收縮(suo)和縮(suo)水(shui)收縮(suo)（干(gan)縮(suo)）是(shi)發生混(hun)凝土(tu)體積變(bian)形(xing)的(de)主要(yao)原因，另外還(huan)有自生收縮(suo)和炭化(hua)收縮(suo)。

塑性(xing)(xing)收縮(suo)，發(fa)生(sheng)在施工(gong)過(guo)(guo)程(cheng)中、混(hun)凝土(tu)澆筑后4~5小時(shi)左右，此時(shi)水(shui)泥水(shui)化(hua)(hua)反應激烈，分(fen)(fen)子(zi)鏈逐漸形成(cheng)，出現泌水(shui)和水(shui)分(fen)(fen)急劇(ju)蒸(zheng)發(fa)，混(hun)凝土(tu)失水(shui)收縮(suo)，同時(shi)骨料因自(zi)重下沉(chen)(chen)，因此時(shi)混(hun)凝土(tu)尚未(wei)硬化(hua)(hua)，稱(cheng)為(wei)塑性(xing)(xing)收縮(suo)。塑性(xing)(xing)收縮(suo)所產生(sheng)量級很(hen)大，可達1%左右。在骨料下沉(chen)(chen)過(guo)(guo)程(cheng)中若受到鋼筋阻擋，便形成(cheng)沿(yan)鋼筋方向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)裂(lie)(lie)縫。在構件豎(shu)向(xiang)(xiang)(xiang)變截面(mian)處如T梁、箱(xiang)梁腹板(ban)(ban)與頂底板(ban)(ban)交(jiao)接處，因硬化(hua)(hua)前沉(chen)(chen)實(shi)不均勻將發(fa)生(sheng)表面(mian)的(de)(de)順腹板(ban)(ban)方向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)縫。為(wei)減小混(hun)凝土(tu)塑性(xing)(xing)收縮(suo)，施工(gong)時(shi)應控(kong)制水(shui)灰比，避(bi)免過(guo)(guo)長時(shi)間的(de)(de)攪(jiao)拌(ban)，下料不宜太快，振(zhen)搗(dao)要密實(shi)，豎(shu)向(xiang)(xiang)(xiang)變截面(mian)處宜分(fen)(fen)層澆筑。

縮(suo)(suo)水收(shou)縮(suo)(suo)（干(gan)縮(suo)(suo)），混凝(ning)土(tu)(tu)結硬以后，隨著表層(ceng)水分逐步蒸發，濕度逐步降低，混凝(ning)土(tu)(tu)體(ti)積減小(xiao)，稱為縮(suo)(suo)水收(shou)縮(suo)(suo)（干(gan)縮(suo)(suo)）。因(yin)混凝(ning)土(tu)(tu)表層(ceng)水分損失快，內部(bu)損失慢(man)，因(yin)此產生表面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)大、內部(bu)收(shou)縮(suo)(suo)小(xiao)的(de)(de)不均(jun)勻收(shou)縮(suo)(suo)，表面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)變形受到內部(bu)混凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)約束(shu)(shu)，致使表面(mian)混凝(ning)土(tu)(tu)承受拉力(li)，當(dang)表面(mian)混凝(ning)土(tu)(tu)承受拉力(li)超過其抗拉強度時，便產生收(shou)縮(suo)(suo)裂縫。混凝(ning)土(tu)(tu)硬化后收(shou)縮(suo)(suo)主要就(jiu)是縮(suo)(suo)水收(shou)縮(suo)(suo)。如配筋率(lv)較大的(de)(de)構件（超過3%），鋼筋對混凝(ning)土(tu)(tu)收(shou)縮(suo)(suo)的(de)(de)約束(shu)(shu)比較明顯，混凝(ning)土(tu)(tu)表面(mian)容易出(chu)現龜裂裂紋。

自生收縮(suo)(suo)，自生收縮(suo)(suo)是混(hun)(hun)凝土(tu)在硬化過程中，水泥(ni)(ni)與(yu)水發生水化反應，這種收縮(suo)(suo)與(yu)外(wai)界(jie)濕度無關(guan)，且可以(yi)(yi)是正的(de)(de)（即收縮(suo)(suo)，如普通硅酸鹽水泥(ni)(ni)混(hun)(hun)凝土(tu)），也可以(yi)(yi)是負(fu)的(de)(de)（即膨脹，如礦渣(zha)水泥(ni)(ni)混(hun)(hun)凝土(tu)與(yu)粉(fen)煤灰水泥(ni)(ni)混(hun)(hun)凝土(tu)）。

炭化收(shou)縮(suo)(suo)，大氣中(zhong)的二(er)氧(yang)化碳(tan)與(yu)水泥的水化物(wu)發(fa)(fa)生(sheng)化學反應引起的收(shou)縮(suo)(suo)變形(xing)。炭化收(shou)縮(suo)(suo)只有在濕(shi)度50%左右才(cai)能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)，且隨二(er)氧(yang)化碳(tan)的濃度的增加(jia)而加(jia)快。炭化收(shou)縮(suo)(suo)一般不做計算。

混凝土收縮(suo)裂縫的特點是(shi)大(da)部(bu)分屬表(biao)面(mian)裂縫，裂縫寬(kuan)度較細，且縱橫(heng)交(jiao)錯，成龜裂狀，形狀沒有任(ren)何規律(lv)。

4地(di)基礎變形引(yin)起的裂(lie)縫

由于基礎豎(shu)向不均勻沉降或水平方(fang)向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致(zhi)結構開(kai)裂。

5鋼筋銹蝕引起(qi)的裂縫

由于混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)質(zhi)量(liang)較(jiao)差或保護(hu)層厚度不足(zu)，混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)保護(hu)層受二氧(yang)化碳(tan)侵蝕(shi)(shi)炭(tan)化至鋼(gang)筋(jin)表(biao)面(mian)(mian)，使(shi)鋼(gang)筋(jin)周(zhou)(zhou)圍混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)堿度降低，或由于氯化物介(jie)入，鋼(gang)筋(jin)周(zhou)(zhou)圍氯離子含量(liang)較(jiao)高，均(jun)可引(yin)起鋼(gang)筋(jin)表(biao)面(mian)(mian)氧(yang)化膜(mo)破壞，鋼(gang)筋(jin)中鐵離子與侵入到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)中的氧(yang)氣和水分發(fa)生(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)反應(ying)，其銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)物氫氧(yang)化鐵體積(ji)比原來增(zeng)長約2~4倍，從而對周(zhou)(zhou)圍混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)產生(sheng)膨脹(zhang)應(ying)力(li)，導(dao)(dao)致保護(hu)層混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)開裂、剝(bo)離，沿(yan)鋼(gang)筋(jin)縱向產生(sheng)裂縫，并有銹(xiu)(xiu)跡滲到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)表(biao)面(mian)(mian)。由于銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)，使(shi)得(de)鋼(gang)筋(jin)有效斷面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)減小，鋼(gang)筋(jin)與混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)握裹力(li)削弱，結構承載力(li)下降，并將誘發(fa)其它形式(shi)的裂縫，加劇鋼(gang)筋(jin)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)，導(dao)(dao)致結構破壞。

要防止鋼筋銹蝕，設(she)計時(shi)應(ying)根據規范要求控(kong)制裂縫寬(kuan)度(du)(du)、采用足夠的(de)(de)保護層(ceng)厚度(du)(du)（當然保護層(ceng)亦不能太厚，否則構件有效(xiao)高度(du)(du)減小，受(shou)力(li)時(shi)將加大裂縫寬(kuan)度(du)(du)）；施(shi)工時(shi)應(ying)控(kong)制混(hun)凝土的(de)(de)水(shui)灰比，加強振搗，保證混(hun)凝土的(de)(de)密實性，防止氧氣(qi)侵入，同時(shi)嚴(yan)格控(kong)制含氯(lv)鹽(yan)的(de)(de)外加劑用量，沿海地(di)(di)區或其它存在腐蝕性強的(de)(de)空氣(qi)、地(di)(di)下水(shui)地(di)(di)區尤其應(ying)慎重。

6凍脹引起的裂縫

大氣(qi)氣(qi)溫低(di)于零度(du)時(shi)，吸水(shui)(shui)(shui)飽(bao)和的混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)出(chu)現冰(bing)凍(dong)，游離的水(shui)(shui)(shui)轉(zhuan)變成(cheng)冰(bing)，體積膨(peng)脹9%，因而混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)產生膨(peng)脹應(ying)力；同時(shi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)凝(ning)(ning)膠(jiao)孔(kong)中(zhong)的過冷水(shui)(shui)(shui)（結冰(bing)溫度(du)在(zai)-78度(du)以(yi)下）在(zai)微觀結構中(zhong)遷移和重分布引起(qi)滲透壓(ya)，使混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)中(zhong)膨(peng)脹力加大，混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)強(qiang)度(du)降低(di)，并導致裂縫出(chu)現。尤其是(shi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)初(chu)凝(ning)(ning)時(shi)受凍(dong)最(zui)嚴重，成(cheng)齡(ling)后(hou)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)強(qiang)度(du)損失可(ke)達30%~50%。冬季施(shi)(shi)工時(shi)對預應(ying)力孔(kong)道(dao)灌(guan)漿后(hou)若不采取(qu)保(bao)溫措施(shi)(shi)也可(ke)能(neng)發生沿管(guan)道(dao)方向(xiang)的凍(dong)脹裂縫。

7施工材料質量(liang)引(yin)起(qi)的裂縫

混凝土主(zhu)要由水(shui)泥、砂、骨料、拌(ban)和水(shui)及外加劑組成。配置混凝土所(suo)采用材料質量不合格，可能導致結構出(chu)現裂縫。

8施工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)質量引起的裂縫(feng)

在混凝土結(jie)構(gou)(gou)澆筑、構(gou)(gou)件(jian)制(zhi)作、起模、運(yun)輸(shu)、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施(shi)工工藝不(bu)合(he)理、施(shi)工質量低劣，容易(yi)產生縱(zong)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)、橫向(xiang)的(de)(de)(de)(de)、斜向(xiang)的(de)(de)(de)(de)、豎向(xiang)的(de)(de)(de)(de)、水平的(de)(de)(de)(de)、表面的(de)(de)(de)(de)、深進的(de)(de)(de)(de)和貫(guan)穿的(de)(de)(de)(de)各種裂縫(feng)，特別是(shi)細(xi)長薄壁(bi)結(jie)構(gou)(gou)更容易(yi)出現。裂縫(feng)出現的(de)(de)(de)(de)部(bu)位和走(zou)向(xiang)、裂縫(feng)寬度(du)因產生的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因而(er)異(yi)。

普通混凝(ning)土裂縫(feng)的處理方法

1、表面修復

常用的方法有壓實抹平，涂抹環氧(yang)(yang)粘(zhan)結劑(ji)，噴涂水(shui)泥砂漿或細石混凝土，壓抹環氧(yang)(yang)膠(jiao)泥，環氧(yang)(yang)樹脂粘(zhan)貼(tie)下班絲布，增加整體面層，鋼錨栓縫合(he)等。

表(biao)(biao)面涂抹和表(biao)(biao)面貼(tie)補(bu)(bu)法表(biao)(biao)面涂抹適用(yong)范(fan)圍是漿材難以灌入的(de)細而(er)淺(qian)的(de)裂縫(feng)，深(shen)度未達到鋼筋表(biao)(biao)面的(de)發絲(si)裂縫(feng)，不漏(lou)水(shui)(shui)的(de)縫(feng)，不伸縮的(de)裂縫(feng)以及不再(zai)活動的(de)裂縫(feng)。表(biao)(biao)面貼(tie)補(bu)(bu)（土工膜或其它防水(shui)(shui)片）法適用(yong)于大面積漏(lou)水(shui)(shui)（蜂窩麻(ma)面等或不易確定具體漏(lou)水(shui)(shui)位置、變形(xing)縫(feng)）的(de)防滲堵漏(lou) 。

圖片

2、局部修復法

常用(yong)的方法有充填(tian)法、預應力法,部分鑿(zao)除重新(xin)澆筑混(hun)凝土等。

用(yong)(yong)修(xiu)補(bu)材(cai)料直接填(tian)充(chong)裂(lie)(lie)縫(feng)，一般用(yong)(yong)來修(xiu)補(bu)較寬(kuan)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)，作(zuo)業簡單，費用(yong)(yong)低。寬(kuan)度小(xiao)于0.3mm，深度較淺(qian)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)、或是裂(lie)(lie)縫(feng)中有充(chong)填(tian)物，用(yong)(yong)灌漿法很難達(da)到效(xiao)果(guo)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)、以及(ji)小(xiao)規模裂(lie)(lie)縫(feng)的(de)簡易處理可采取開Ｖ型槽(cao)，然后(hou)作(zuo)填(tian)充(chong)處理。

3、水泥壓力灌漿法

適用于縫補寬度≥0.5mm的穩定(ding)裂縫。

此法應(ying)用范(fan)圍廣，從細(xi)微裂縫(feng)(feng)到(dao)大裂縫(feng)(feng)均可適用，處(chu)理效(xiao)果(guo)好(hao)。利用壓送設備（壓力(li)(li)0.2~0.4Mpa）將(jiang)補縫(feng)(feng)漿(jiang)液注(zhu)入(ru)砼(tong)裂隙，達到(dao)閉(bi)塞(sai)的(de)目的(de)，該(gai)方(fang)法屬傳統方(fang)法，效(xiao)果(guo)很好(hao)。也可利用彈性補縫(feng)(feng)器將(jiang)注(zhu)縫(feng)(feng)膠注(zhu)入(ru)裂縫(feng)(feng)，不用電(dian)力(li)(li)，十分方(fang)便(bian)效(xiao)果(guo)也很理想。

4、化學灌漿

可灌入縫寬≥0.05mm的裂縫。

5、減少結構內力

常(chang)用的方法有卸(xie)荷或控制荷載(zai)，設(she)置(zhi)卸(xie)荷結構，增設(she)支(zhi)(zhi)點或支(zhi)(zhi)撐。改簡(jian)支(zhi)(zhi)梁(liang)為(wei)連(lian)續梁(liang)等。

6、結構補強

常(chang)用的方法有(you)增(zeng)加鋼筋(jin)，加厚板(ban)，外包(bao)鋼筋(jin)混(hun)凝土，外包(bao)鋼，粘貼鋼板(ban)，預應力補強(qiang)體系等。

因超荷(he)載(zai)產生的(de)(de)裂縫(feng)、裂縫(feng)長時 間不處(chu)理(li)導致(zhi)的(de)(de)混凝土耐久性降低、火災造成的(de)(de)裂縫(feng)等(deng)影響(xiang)結(jie)構強度可(ke)采(cai)取(qu)(qu)結(jie)構補(bu)(bu)強法。包括(kuo)斷面補(bu)(bu)強法、錨固補(bu)(bu)強法、預應力法等(deng)混凝土裂縫(feng)處(chu)理(li)效(xiao)果的(de)(de)檢查包括(kuo)修補(bu)(bu)材料試(shi)驗(yan)；鉆心取(qu)(qu)樣試(shi)驗(yan)；壓(ya)水試(shi)驗(yan)；壓(ya)氣試(shi)驗(yan)等(deng)。

7、改變結構方案，加強整體剛度(du)

例如：框架裂縫(feng)采用增設隔板(ban)深梁(liang)法處理(li)。

8、混凝土置換法

混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)置(zhi)(zhi)(zhi)換法是處(chu)理嚴重損壞(huai)混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)的一種有效方法，此(ci)方法是先將損壞(huai)的混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)剔除，然后(hou)再置(zhi)(zhi)(zhi)換入新(xin)的混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)或(huo)其(qi)他材料。常(chang)用(yong)的置(zhi)(zhi)(zhi)換材料有：普通混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)或(huo)水泥砂(sha)漿(jiang)(jiang)、聚合物或(huo)改性聚合物混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)或(huo)砂(sha)漿(jiang)(jiang)。

9、電化學防護法

電化(hua)學防(fang)腐是(shi)利用(yong)(yong)施加電場(chang)在介質中的(de)(de)電化(hua)學作用(yong)(yong)，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的(de)(de)環境狀態，鈍化(hua)鋼筋，以(yi)達到防(fang)腐的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。陰極防(fang)護法(fa)、氯鹽提取法(fa)、堿性(xing)復原法(fa)是(shi)化(hua)學防(fang)護法(fa)中常用(yong)(yong)而有效的(de)(de)三(san)種方法(fa)。這種方法(fa)的(de)(de)優點(dian)是(shi)防(fang)護方法(fa)受環境因(yin)素的(de)(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)小，適用(yong)(yong)鋼筋、混凝土的(de)(de)長(chang)期防(fang)腐，既(ji)可(ke)用(yong)(yong)于已裂(lie)結構(gou)也可(ke)用(yong)(yong)于新(xin)建(jian)結構(gou)。

10、仿生自愈合法

仿(fang)生(sheng)自愈(yu)合(he)法(fa)是一種(zhong)新的裂縫(feng)處理方法(fa)，它(ta)模仿(fang)生(sheng)物組(zu)織(zhi)對受創(chuang)傷(shang)部(bu)位自動分(fen)泌(mi)某種(zhong)物質，而使創(chuang)傷(shang)部(bu)位得到愈(yu)合(he)的機(ji)能，在混(hun)(hun)凝(ning)土的傳(chuan)統組(zu)分(fen)中(zhong)加入某些(xie)特殊組(zu)分(fen)(如含粘(zhan)結(jie)劑的液(ye)芯纖維或膠(jiao)囊)，在混(hun)(hun)凝(ning)土內部(bu)形成智能型仿(fang)生(sheng)自愈(yu)合(he)神經網絡(luo)系統，當混(hun)(hun)凝(ning)土出現裂縫(feng)時分(fen)泌(mi)出部(bu)分(fen)液(ye)芯纖維可使裂縫(feng)重(zhong)新愈(yu)合(he)。

11、其它方法

常用方(fang)法(fa)有拆除重做，改善結構使用條件(jian)，通過(guo)試驗(yan)或(huo)分(fen)析論證不作處理等。