周仕海
宁陕县住房和城乡建设局
摘要：当今社会经济发展迅速，基础设施建设日益普及。钢筋混凝土因其结构稳定在建筑工程中占据着主导地位。但只要是混凝土施工，就会有各种的原因导致出现不同程度的结构裂缝。混凝土结构发生裂缝后会对建筑工程造成严重质量影响，因此混凝土裂缝问题至关重要。本文论述了民用建筑混凝土结构裂缝产生的原因及修复方法。
关键词：混凝土；裂缝；修补
一、裂缝的形成机理
（一）混凝土微观裂缝的形成机理
混凝土指以胶凝材料水泥为主要，与水、砂、石子（砾石和碎石），特殊需要时可掺入化学外加剂（引气剂、减水剂、防冻剂、抗渗剂等）和矿物掺合料(矿粉、粉煤灰等)，按照计算和实验共同确定的比例（质量比）配合，经过均匀搅拌、运输、浇筑、密实成型及养护硬化而成的人造石材，业内称为人工石，简写为“砼”。随着混凝土的温度、湿度和硬化程度的增加，混凝土的体积会发生变化。由于混凝土中不同材料的性质不同，导致混凝土变形不均匀。
（二）素混凝土构件的裂缝产生机理
就混凝土本身而言，一般情况下，混凝土变形造成的内应力大于材料的抗拉强度。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，这些微裂缝逐渐相互连接，宽度迅速增加，当裂纹宽度大于0.03～0.05mm时，肉眼可见裂纹。
（三）钢筋混凝土构件的裂缝产生机理
在钢筋混凝土构件中，混凝土裂缝可以用粘结滑移机理来解释。钢筋混凝土裂缝的发生和发展可以看作是混凝土与钢筋不协调变形引起的相对滑动的结果。例如，受拉裂缝的宽度实质上反映了混凝土受拉变形与裂缝间受拉钢筋受拉变形的差异。
二、民用建筑混凝土结构裂缝产生的原因
（一）裂缝由外荷载（静或动）的直接应力所引起
1.受弯、受拉等构件的横向裂缝
钢筋混凝土的弯曲构件，当截面端部的拉伸应力达到拉伸强度的极限而变形时，在拉伸强度最低的部分产生第一（批）裂缝。裂纹钢条承受所有拉应力，拉应力与载荷压力成正比。裂缝出现后，张拉混凝土从裂缝两侧收缩，使混凝土表面和钢筋相对滑移。由于混凝土与钢的结合力，混凝土的收缩受钢筋的约束。离裂缝越远，混凝土收缩越小，该截面的应力状态与裂缝出现前相同。当混凝土应力再次增加到拉伸强度时，将出现第二个（批）裂纹。在出现第二批裂缝后，从工作中撤回的混凝土也将缩回裂缝的两侧。类似地，剩余的裂纹将一个接一个地出现，直到裂纹间距小于两个裂纹之间的拉伸区域，并且拉伸应力小于混凝土的拉伸强度。因此，裂纹的数量和间隔趋于稳定。裂纹出现后，随着载荷的增加，钢筋的拉伸应变将远超过混凝土，并且两者之间的相对滑动将逐渐增加，从而裂纹将继续发展。
2.受弯构件的斜裂缝
在弯矩和剪切力的共同作用下，随着载荷的增加，在集中载荷和支座之间会出现一些斜裂缝。支架附近的斜裂纹迅速发展，并成为导致组件损坏的关键裂纹。这样，会产生倾斜的截面损坏，这是脆性的，没有明显的迹象，并且非常有害。
（二）裂缝由结构的次应力所引起
许多建筑结构的实际工作状态不同于传统的计算模型。例如，钢筋混凝土屋顶桁架节点是根据铰接节点计算的，但实际节点承受较大的弯矩和剪力。组件中的这种应力称为二次应力，这种应力通常会导致接头破裂。
（三）裂缝由结构变形变化所引起
1.温度裂缝
温度裂缝是最常见的裂缝， 它是混凝土收缩与冷收缩相互作用的结果。如果混凝土由于内外应力的作用而不能自由收缩，混凝土内部就会出现裂缝。温度龟裂的发展趋势一般是不规则的，大面积构造的龟裂经常呈阶梯状分布。这种裂缝会导致钢的腐蚀和混凝土的碳化，降低混凝土的冻融强度、疲劳强度和抗渗性。
2.干缩裂缝
收缩裂缝主要是混凝土内外水分蒸发差异造成的。收缩裂缝主要为浅而薄的线状或网状裂缝，表面平行，宽度0.05~0.2 mm，它们沿混凝土板方向分布。
3.沉降收缩裂缝
裂缝通常会出现在混凝土表面，沿着主钢筋的整个长度，在箍筋上或在嵌入零件的周围。它们通常在浇注后发生，并在硬化后停止。产生裂缝的原因是，在混凝土浇筑和夯实后，由于钢筋，预埋部件或大骨料的阻塞，骨料颗粒掉落，水泥浆浮起，并且混凝土彼此分离。
4.沉陷裂缝
断层多为深部或贯通断层。较大沉降裂缝存在位错，裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝是由于结构杆件落在未加工的填充物或松软的基础上而产生的。特别是钢筋混凝土构件（薄腹板梁等），由于耐力侧的刚性低，加强较少，弦材、腹板、梁侧容易出现裂缝。
（四）裂缝由材料所引起
由于材料选择不当，混凝土结构中经常出现裂缝。其主要原因是：骨料和水泥中有害物质过多，水泥水化热过大，外加剂或掺合料用量不当，混凝土配合比不当，粗骨料级配不良，钢筋技术性能差，碱骨料反应，使用过期水泥或不合格产品。化学缺陷导致的裂纹形成是断裂的主要原因。
三、民用建筑混凝土结构裂缝的修补方法
（一）表面修补法
1.涂覆法
当混凝土表面出现大量的表面裂缝时，可以通过人为或机械的喷涂施工方法在混凝土表面涂上修补材料来堵塞表面。膜厚0.3~2.5时，膜厚越大对裂纹变化的适应性越高。在选择维修材料时，应考虑使用条件（室内、室外、环境温度和湿度变化、中度腐蚀）和裂纹活动。例如，对于需要耐磨性的地板，可以选择硬质涂层，例如环氧沥青涂料，聚氨酯冷涂料和聚氨酯冷沥青涂料，而弹性涂料，例如聚氨酯弹性体和橡胶丙烯酸涂料，可以用于不稳定的裂缝修复。
2.增加整体面层
当混凝土表面裂缝较多，且分布范围交广时，大多使用添加水泥砂浆或全层细石混凝土的方法。在大多数情况下，应在整个表层提供双向钢丝网。如果可能，应采用喷施混凝土的方法来施工水泥砂浆或混凝土的整体表面。
3.表面缝合
在裂纹的两侧钻孔或凿出凹槽，将U型钢或金属板放入孔或凹槽中，然后将非收缩砂浆（例如环氧砂浆）倒入孔或凹槽中以进行固定，以达到接缝的目的。
（二）局部修复法
1.充填法
采用钢钻，喷嘴或高速旋转切割机进行裂纹扩展。最后用V形或梯形凹槽雕刻，然后用环氧砂浆，水泥砂浆，PVC砂浆或沥青密封。一般V型槽裂纹修复； 漏泄裂缝修补梯形槽；结构强度要求修补环氧砂浆；用PVC砂浆和沥青油进行防水修补。
2.预应力法
使用钻机在组件上钻孔，避开钢材，插入螺栓（预应力钢），施加预应力，并拧紧螺母以减少或封闭裂纹。在条件允许的情况下，孔的形成方向应与裂纹方向垂直。当钻孔方向与裂缝不垂直时，应采用双向预应力。
3.部分凿除重新浇筑混凝土
钢筋混凝土预制梁等构件由于搬运、堆放、吊装等不完备，经常发生裂缝事故。通过在裂缝附近切割混凝土，冲洗和润湿混凝土，使其固化到规定的强度，可以消除裂缝。修复后的零件可继续用于工程中。
（三）灌浆法
将水泥或化学浆液倒入混凝土接缝中，使之扩散凝固。养护浆液粘结强度高，与混凝土粘结良好，提高了构件的整体性，恢复了构件的功能，提高了耐久性，达到了封堵、防锈、加固的目的。
结论
随着我国基础设施建设的进步和发展，民用建筑的建设越来越普遍，内外因素结合下，民用建筑混凝土结构中出现的裂缝越来越多。本文分析了民用建筑混凝土结构裂缝产生的原因，了解了修补方法。
参考文献
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