陶正宏
北京万强建业建筑工程有限公司 100088
摘要: 通过对钢筋混凝土结构的裂缝产生机理进行分析，对不同类型的裂缝进行分类总结，阐述了不同类型裂缝的危害。针对不同类型的钢筋混凝土裂缝，提出具体的处治措施，提高其耐久性以及结构的使用寿命，保证使用年限内的结构安全。
关键词:钢筋混凝土，混凝土施工，裂缝
前言
随着经济发展，建筑工程的发展越来越迅速，而钢筋混凝土由于取材广泛，价格较低，且具有较高的抗压强度，浇筑形状、尺寸多变，材料的耐火性较好，不易被风化，养护简单、费用低，而被广泛应用于现代建设工程中。混凝土原材料性质不同、用量不同，外加剂及掺合料使用情况不同，其混凝土早期水化热以及收缩变形也不尽相同，导致混凝土裂缝扩展情况也不同。
由于社会经济发展对钢筋混凝土的需求越来越大，结构形状、尺寸等也越来越大型化，尤其是基础混凝土，因其较大的尺寸，导致混凝土内外部温度差较大，外部散热快，内部热量难以较快散失，导致结构体积变形不均匀，在温度降低过程中，混凝土易发生收缩变形，在边界约束条件下，当其内力超过混凝土最大抗拉应力时，产生裂缝。
1钢筋混凝土裂缝类型及危害
根据混凝土裂缝宽度，可将其分为微裂缝和宏观裂缝。微裂缝几乎看不到，而宏观裂缝宽度一般能达到0．03mm～0．05mm。混凝土裂缝的产生主要与原材料、混凝土施工技术以及设计和环境等相关，混凝土早期裂缝主要是在施工时引起的，其次是混凝土材料引起，仅有很小一部分是由于其他因素导致，如设计、环境等。
1.1钢筋混凝土裂缝类型
由于混凝土使用环境、组成以及工艺差异，其发生裂缝的原因也不尽相同，可将其分成以下类型:
1)塑性裂缝。混凝土塑性裂缝大多出现在其结构的表面部位，裂缝形状不规则，混凝土浇筑初期易出现此类裂缝，但对结构影响不大。塑性裂缝主要与混凝土的初期养护有较大关系，新浇筑的混凝土，初期水分较多，当温差较大或环境干燥，养护不当时，其表面水分蒸发较快，混凝土内部水分向表面转移，内部毛细管形成负压，使混凝土体积产生塑性收缩变形，混凝土表面产生浅裂缝。
2)干缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土表面，尺寸从0．05mm～0．2mm不等，无规律性。混凝土在空气中凝结时，其体积会逐渐减小，产生干性收缩，由于养护不当，混凝土表面水分散失快，体积收缩变形较快，而内部温度变化不大，变形较小，内部混凝土会对表面混凝土的变形产生约束作用，导致表面产生干缩裂缝，其次，地基等也会对混凝土由于失水产生的体积变形产生约束作用，从而导致裂缝。
1.2钢筋混凝土裂缝危害
钢筋混凝土一般都位于建筑物或构筑物的重要部位，对结构安全和使用功能具有重要影响。因此裂缝的产生，尤其是贯通型、深层裂缝，不仅会造成结构变形，受力也发生变化，同时混凝土更容易受到外界气候环境的侵蚀，进一步加剧建筑物的安全隐患。混凝土结构产生裂缝的危害有:
1)结构强度。混凝土产生裂缝后，其结构强度、刚度降低，其结构受力条件发生改变，导致结构破坏，尤其是作为主要受力构件的混凝土，并且裂缝难以修复，补强困难。
2)混凝土耐久性。裂缝的产生，使得内部混凝土与外界环境直接接触，加速混凝土腐蚀碳化、钢筋锈蚀等，降低混凝土强度，钢筋保护层失效，裂缝扩展速度加快，缩短了结构的使用寿命。
2.钢筋混凝土裂缝产生机理
通过对钢筋混凝土裂缝产生的原因分析，其主要从外界环境温度、混凝土收缩、水泥水化热、约束条件、混凝土徐变、配合比及组成等方面进行研究:
1)环境温度。施工过程中，混凝土的浇筑温度是时刻变化的，当遇到环境温度突然下降，会使混凝土的内部、表面温度差迅速增大，而混凝土结构体积变形也会随之变化，温度应力也会增大。环境温度较高时，由于混凝土散热速率较慢，混凝土内部温度逐渐升高，并且持续时间较长，进一步导致混凝土结构长期处于温度应力的状态下，更容易出现裂缝。
2)混凝土收缩。在混凝土凝结硬化过程中，大部分的水分会蒸发散失，使混凝土产生不均匀的体积收缩变形，若此后，在水分充足的状况下，混凝土收缩的体积会逐渐恢复，这种干缩—饱水交替循环使得混凝土体积也发生收缩—膨胀的变化，会在混凝土内部出现应力变化，产生裂缝。混凝土原材料、配合比、施工技术以及养护技术等均对混凝土收缩变形有影响。
3)水泥水化热。水泥中的矿物与水作用，开始放热率较快，热量逐渐聚集。由于混凝土内部热量不能及时散失，导致混凝土内外部温差逐渐增大，其温度应力也逐渐增大，对于大体积混凝土而言，其效应更为明显。其次，混凝土外表面与外界接触，散热较快，而内部热量逐渐聚集，无法快速散失，形成了从混凝土内部→外表面→外界环境的温度梯度，其温度应力从内部到表面逐渐减小，混凝土的表面对内部产生应力约束，最终导致混凝土裂缝的产生。水泥水化热对混凝土裂缝的形成影响最大(见图1)。
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图1混凝土水化热曲线
3.钢筋混凝土裂缝处治技术
3.1钢筋混凝土裂缝处治方法
1)表面处理法。混凝土裂缝表面处理一般包括表面的涂覆和贴补。当混凝土表面浅层裂缝宽度较小，灌浆难以有效封闭裂缝时，可采用表面涂覆，将表面裂缝覆盖，避免外界环境进一步侵蚀混凝土内部。当混凝土表面出现大面积网状浅层裂缝，或出现大面积渗水时，可采用贴补法进行处治。
2)填充修补法。当混凝土裂缝较宽(＜0．3mm)，深度较浅时，可采用填充法。此方法是采用粘结性较好的材料直接填充，操作简便，效果较好，可有效避免混凝土进一步遭到侵蚀。裂缝填充效果不好时，也可进行开槽(V型槽)后，再进行填充(见图2)。
图2混凝土裂缝填充处理
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图3混凝土裂缝灌浆处理
3)灌浆加固法。裂缝灌浆修补法是混凝土裂缝最有效的处治方法之一，其适用范围广，处治效果好。混凝土裂缝注浆加固工艺流程为:裂缝调查→粘贴注浆底座→配制浆液→压力注浆封缝(低压慢注)→浆液固化→检验(如图3所示)。
4)结构补强法。结构补强法适用于混凝土结构因荷载作用或基础变形等原因产生的裂缝补强，此类裂缝对混凝土结构安全产生较大影响，因此需要对结构进行补强，使其达到安全使用的目的。结构补强处治技术包括断面补强、锚固补强、预应力法等。
3.2不同类型钢筋混凝土裂缝处理
1)在混凝土施工中，原材料质量应检验合格，配合比准确，严格按照已批准的施工工艺进行施工。若原材料质量不佳或混用水泥等原因导致混凝土裂缝，应进行拆除，重新浇筑;
2)由于荷载作用或地基基础变形等原因产生的受力裂缝，因其对混凝土结构安全产生影响，故需根据裂缝产生的具体原因，对结构进行加固补强。可先清缝，如需开槽(V型槽)，应开槽后进行清洗，干燥后进行注浆封闭裂缝，浆液固化后，采用薄钢板或碳纤维布等材料进行结构加固;
3)由于水泥水化热、温度、施工等原因导致混凝土产生的非受力裂缝，对于混凝土表面产生的浅层网状裂缝，可采用表面涂覆或注浆封闭处治;对于裂缝小于0．2mm，数量少、非通缝时，可采用浆液进行表面涂覆、抹平;当裂缝较大(＞0．2mm，数量少、非通缝)时，可对裂缝进行开槽(V型或八字形槽)，清缝后进行注浆;当裂缝贯穿混凝土结构的截面时，除对其进行注浆封闭外，还需进行加固补强处理，如贴薄钢板或碳纤维布等。
结束语：
本文从钢筋混凝土原材料入手，分析其裂缝产生原因、类型以及对结构的危害等，在此基础上，对裂缝的产生，提出相应的处治方法。根据不同类型的钢筋混凝土裂缝特征，采取针对性的处理措施，提高钢筋混凝土结构的整体性和稳定性，维持混凝土结构的安全、正常使用，保证结构的安全。
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