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【摘 要】从结构形变、超载及施工等角度论述了民用建筑混凝土结构裂缝形成原因，并从表面修补、局部修复以及灌浆法等论述了裂缝的修补措施。
【关键词】混凝土；结构；裂缝；修补
Civil causes of cracks in concrete structures and repair
Zhong Ge
(Grand County Planning and Construction Bureau Heyuan Guangdong 517400)
【Abstract】From a structural deformation, such as overloading and construction point of view on the civil causes cracks in concrete structures, and from the surface of the repair, local repair and grouting of cracks and other remedial measures are discussed.
【Key words】Concrete;Structure;Cracks;Repair
1. 引言
目前国内建筑多以混凝土结构为主，该结构建筑往往由于种种内因或外因作用在不同程度上存在裂缝现象，其形成原因大多是由于温度、湿度收缩和不均匀沉降造成的变形变化引起的裂缝和由于荷载作用引起的荷载裂缝以及两种原因共同导致的裂缝，当前混凝土结构裂缝问题已成为建筑物普遍存在的问题，其存在不仅影响了建筑的外观也在一定程度上影响着建筑的使用功能及寿命，作为建筑用户对建筑裂缝问题也愈来愈敏感，因此对裂缝进行正确的成因分析并采取有效的修补措施对混凝土结构建筑来说至关重要。
2. 裂缝成因分析
2.1 结构形变。
温缩裂缝：混凝土浇筑完成后在水泥水化过程中会释放大量的水化热，但混凝土本身的
导热能力较差，因此在混凝土结构尤其是大体积混凝土结构内部聚集的热量将不易散失，并且其内外部分将会形成较大的温差和温度应力，当该温度应力超过混凝土的抗应力能力时则将会出现裂缝。
塑性裂缝：混凝土在浇筑完成之后硬化之前处于塑性阶段，当混凝土上部在收缩过程中
的均匀沉降受到限制，尤其是当其水平方向的收缩更加困难时将会导致混凝土内部出现不规则裂缝。
形变：混凝土内部水泥在水化过程中由于内部近80%左右的水分将被蒸发而要发生收缩变形，随着水分被蒸发混凝土逐步硬化，其水分以吸附水的形式脱离混凝土导致沪混凝土形成收缩变形，同时在混凝土硬化过程中内部氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应同时生成部分水分，该水分在蒸发过程中也将导致混凝土产生塑性变形［1］。
地基沉降：建筑物基础产生差异沉降或结构构件结合不良以及内部剪力、应力等超出设计强度也将导致混凝土结构出现不均匀沉降，致使结构产生裂缝。
2.2 超载现象。
投入使用的建筑物所承受的各种荷载超过其设计荷载时其结构内部则会产生内力弯矩，当该弯矩值达到一定值时则会导致构件内部出现垂直于纵轴的裂缝，同时结构构件所承受的剪应力达到一定数值将会导致构件内部产生斜裂缝，随着时间推移该斜裂缝将会从下往上延伸，或当构件实际受力与设计情况不吻合或设计荷载过小也将导致构件超载而引起结构裂缝［2］。
2.3 施工因素。
混凝土内水泥和水分通过水化作用生成胶结材料将内部粗细骨料胶合为人工石体，即混凝土，因此水泥、骨料等原材料质量决定着混凝土的质量，同时在配合比中如水灰比高、水泥用量大或搅拌不均匀等均可导致混凝土收缩量增大，引起混凝土后期出现裂缝；为了保证混凝土的泵送能力而往往在拌和中多加水泥和水，导致由于水泥或水量大、骨料量少而形成浆多现象，因此在混凝土干缩过程中更容易导致裂缝产生；施工过程中由于混凝土搅拌不均匀、振捣不密实或钢筋表面污染、保护层不合理以及钢筋在浇筑过程中发生位移、模板接缝不密实或支撑刚度差、施工期间温度过高或混凝土养护不良等均可导致混凝土在初凝至终凝期间表面干燥、失水、内外温差较大而导致混凝土裂缝产生等。
3. 裂缝修补措施
3.1 表面修补。
涂覆法：该种方法适用于混凝土表面出现数量较多且较为密集的裂缝表面，涂覆一般采用人工或机械喷涂的方法将修补材料涂覆于混凝土表面形成封闭层，一般涂覆厚度在0.3～2.5mm范围内，厚度越大其覆盖能力越强，涂覆材料的选用应结合室内外温度变化和裂缝发展情况趋势进行选择，一般有耐磨要求的部位采用环氧沥青涂料、聚氨酯材料等刚性材质，对于裂缝不稳定不为则多采用聚氨酯弹性体、橡胶型丙烯酸脂涂料等［3］。
增加整体面层：该种方法适用于混凝土表面裂缝多且分部面积广的情况，施工工艺是采取增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层，为了保证该面层强度和其与原来混凝土结构粘接牢固而在内部配置双向钢丝网，若条件允许应采用喷射法进行面层施工。
环氧胶泥法：该种方法适用于裂缝数量较少且不集中，但裂缝宽度较大的情况，其是在裂缝内部采用人工或专用机械方法将环氧胶泥压抹入裂缝内部。
表面缝合：该种方式是首先在裂缝两侧进行钻孔或凿槽，之后将U型钢筋或金属板置入槽孔内，然后采用环氧树脂砂浆类无收缩型砂浆在槽孔内进行填灌以实现对裂缝缝合的目的，该种方法适于裂缝少而宽的情况。
3.2 局部修复。
充填法：该方法适用于较宽裂缝或采用钢钎、风镐以及高速转动的切割圆盘将裂缝开凿为V型或梯形槽，之后在槽内分层抹压环氧砂浆、水泥砂浆、聚氯乙烯胶泥以及沥青油膏等材料对裂缝进行填充。一般裂缝多采用V型槽修补，渗水裂缝则采用梯形槽配合聚氯乙烯胶泥或沥青油膏修补，有结构强度要求的缝隙多采用环氧砂浆进行修补［4］。
预应力法：首先采用钻机在混凝土构件上钻孔，在钻孔过程中应注意避开钢筋，之后在孔内穿如螺栓或预应力钢筋并拧紧螺帽对缝隙施加预应力来促使裂缝减小或闭合，在钻孔时应尽量保证孔与裂缝垂直，若不能保证其相互垂直则应采用双向施加预应力的方法。
更换法：部分混凝土构件尤其是预制构件在其运输、堆放及吊装过程中由于种种哦原因而导致裂缝形成，对该种裂缝的修补可采用先将裂缝附近混凝土凿除，之后将缝隙清洗并充分湿润后在裂缝内部重新浇筑强度等级高一级的混凝土，该种方法修补后的构件绝大多数仍可使用，但在进行缝隙修补前应仔细检查内部钢筋的实际应力和变形情况，同时修补所采用的混凝土宜为微膨胀型。
3.3 灌浆法。
该种方法适用于对结构整体有影响的裂缝，其是将水泥或化学材料配制的环氧树脂、聚氨酯等浆液用专用压力设备注入裂缝，通过浆液在缝隙内扩散、凝固而达到堵漏的目的，由于在固化过程中的浆液有较高的粘接强度，其能够与混凝土进行良好的粘接因而可增强构件的整体性，在实现补漏的前提下可恢复构件的使用功能，提高耐久性，该种方法主要采用环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯等浆液进行结构修补，采用水玻璃、聚氨酯以及丙烯酸盐等材料进行防渗堵漏裂缝修补。
3.4 其它。
结构加固：该种方法适用于混凝土构件裂缝已经影响到结构的使用性能及强度时，所采用的方法一般有在边角部位包型钢或采取加大混凝土结构截面面积、在混凝土构件表面粘贴钢板以及采用预应力加固、增加支点加固等方法。
电化学法：该方法是利用在混凝土上施加电场，利用电场在带介质内的电化学作用来改变混凝土内离子分布状体，从而实现提高内部钢筋周围的PH值达到钝化钢筋并达到防腐的目的。
4. 结语
目前混凝土结构裂缝多种多样，其形成原因及修补方法也多种多样，因此在对混凝土裂缝进行修补的过程中不能只知其一、只用其一，而应该综合掌握裂缝的各种形成原因并根据其不同形成原因采取不同的修补方法，最终实现对裂缝的优质修补，能够最大限度的恢复构件的使用功能。
参考文献
［1］ 王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，2000．
［2］ 陈士良等.现浇楼板的裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003．
［3］ 蔡正咏．混凝土性能［M］.北京：中国建筑工业出版社，1982.
［4］ 姜迎秋.混凝土结构的修复与防护［M］．天津：天津大学出版社，1995．
［文章编号］1006-7619（2011）09-21-923
【关键词】混凝土；结构；裂缝；修补
Civil causes of cracks in concrete structures and repair
Zhong Ge
(Grand County Planning and Construction Bureau Heyuan Guangdong 517400)
【Abstract】From a structural deformation, such as overloading and construction point of view on the civil causes cracks in concrete structures, and from the surface of the repair, local repair and grouting of cracks and other remedial measures are discussed.
【Key words】Concrete;Structure;Cracks;Repair
1. 引言
目前国内建筑多以混凝土结构为主，该结构建筑往往由于种种内因或外因作用在不同程度上存在裂缝现象，其形成原因大多是由于温度、湿度收缩和不均匀沉降造成的变形变化引起的裂缝和由于荷载作用引起的荷载裂缝以及两种原因共同导致的裂缝，当前混凝土结构裂缝问题已成为建筑物普遍存在的问题，其存在不仅影响了建筑的外观也在一定程度上影响着建筑的使用功能及寿命，作为建筑用户对建筑裂缝问题也愈来愈敏感，因此对裂缝进行正确的成因分析并采取有效的修补措施对混凝土结构建筑来说至关重要。
2. 裂缝成因分析
2.1 结构形变。
温缩裂缝：混凝土浇筑完成后在水泥水化过程中会释放大量的水化热，但混凝土本身的
导热能力较差，因此在混凝土结构尤其是大体积混凝土结构内部聚集的热量将不易散失，并且其内外部分将会形成较大的温差和温度应力，当该温度应力超过混凝土的抗应力能力时则将会出现裂缝。
塑性裂缝：混凝土在浇筑完成之后硬化之前处于塑性阶段，当混凝土上部在收缩过程中
的均匀沉降受到限制，尤其是当其水平方向的收缩更加困难时将会导致混凝土内部出现不规则裂缝。
形变：混凝土内部水泥在水化过程中由于内部近80%左右的水分将被蒸发而要发生收缩变形，随着水分被蒸发混凝土逐步硬化，其水分以吸附水的形式脱离混凝土导致沪混凝土形成收缩变形，同时在混凝土硬化过程中内部氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应同时生成部分水分，该水分在蒸发过程中也将导致混凝土产生塑性变形［1］。
地基沉降：建筑物基础产生差异沉降或结构构件结合不良以及内部剪力、应力等超出设计强度也将导致混凝土结构出现不均匀沉降，致使结构产生裂缝。
2.2 超载现象。
投入使用的建筑物所承受的各种荷载超过其设计荷载时其结构内部则会产生内力弯矩，当该弯矩值达到一定值时则会导致构件内部出现垂直于纵轴的裂缝，同时结构构件所承受的剪应力达到一定数值将会导致构件内部产生斜裂缝，随着时间推移该斜裂缝将会从下往上延伸，或当构件实际受力与设计情况不吻合或设计荷载过小也将导致构件超载而引起结构裂缝［2］。
2.3 施工因素。
混凝土内水泥和水分通过水化作用生成胶结材料将内部粗细骨料胶合为人工石体，即混凝土，因此水泥、骨料等原材料质量决定着混凝土的质量，同时在配合比中如水灰比高、水泥用量大或搅拌不均匀等均可导致混凝土收缩量增大，引起混凝土后期出现裂缝；为了保证混凝土的泵送能力而往往在拌和中多加水泥和水，导致由于水泥或水量大、骨料量少而形成浆多现象，因此在混凝土干缩过程中更容易导致裂缝产生；施工过程中由于混凝土搅拌不均匀、振捣不密实或钢筋表面污染、保护层不合理以及钢筋在浇筑过程中发生位移、模板接缝不密实或支撑刚度差、施工期间温度过高或混凝土养护不良等均可导致混凝土在初凝至终凝期间表面干燥、失水、内外温差较大而导致混凝土裂缝产生等。
3. 裂缝修补措施
3.1 表面修补。
涂覆法：该种方法适用于混凝土表面出现数量较多且较为密集的裂缝表面，涂覆一般采用人工或机械喷涂的方法将修补材料涂覆于混凝土表面形成封闭层，一般涂覆厚度在0.3～2.5mm范围内，厚度越大其覆盖能力越强，涂覆材料的选用应结合室内外温度变化和裂缝发展情况趋势进行选择，一般有耐磨要求的部位采用环氧沥青涂料、聚氨酯材料等刚性材质，对于裂缝不稳定不为则多采用聚氨酯弹性体、橡胶型丙烯酸脂涂料等［3］。
增加整体面层：该种方法适用于混凝土表面裂缝多且分部面积广的情况，施工工艺是采取增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层，为了保证该面层强度和其与原来混凝土结构粘接牢固而在内部配置双向钢丝网，若条件允许应采用喷射法进行面层施工。
环氧胶泥法：该种方法适用于裂缝数量较少且不集中，但裂缝宽度较大的情况，其是在裂缝内部采用人工或专用机械方法将环氧胶泥压抹入裂缝内部。
表面缝合：该种方式是首先在裂缝两侧进行钻孔或凿槽，之后将U型钢筋或金属板置入槽孔内，然后采用环氧树脂砂浆类无收缩型砂浆在槽孔内进行填灌以实现对裂缝缝合的目的，该种方法适于裂缝少而宽的情况。
3.2 局部修复。
充填法：该方法适用于较宽裂缝或采用钢钎、风镐以及高速转动的切割圆盘将裂缝开凿为V型或梯形槽，之后在槽内分层抹压环氧砂浆、水泥砂浆、聚氯乙烯胶泥以及沥青油膏等材料对裂缝进行填充。一般裂缝多采用V型槽修补，渗水裂缝则采用梯形槽配合聚氯乙烯胶泥或沥青油膏修补，有结构强度要求的缝隙多采用环氧砂浆进行修补［4］。
预应力法：首先采用钻机在混凝土构件上钻孔，在钻孔过程中应注意避开钢筋，之后在孔内穿如螺栓或预应力钢筋并拧紧螺帽对缝隙施加预应力来促使裂缝减小或闭合，在钻孔时应尽量保证孔与裂缝垂直，若不能保证其相互垂直则应采用双向施加预应力的方法。
更换法：部分混凝土构件尤其是预制构件在其运输、堆放及吊装过程中由于种种哦原因而导致裂缝形成，对该种裂缝的修补可采用先将裂缝附近混凝土凿除，之后将缝隙清洗并充分湿润后在裂缝内部重新浇筑强度等级高一级的混凝土，该种方法修补后的构件绝大多数仍可使用，但在进行缝隙修补前应仔细检查内部钢筋的实际应力和变形情况，同时修补所采用的混凝土宜为微膨胀型。
3.3 灌浆法。
该种方法适用于对结构整体有影响的裂缝，其是将水泥或化学材料配制的环氧树脂、聚氨酯等浆液用专用压力设备注入裂缝，通过浆液在缝隙内扩散、凝固而达到堵漏的目的，由于在固化过程中的浆液有较高的粘接强度，其能够与混凝土进行良好的粘接因而可增强构件的整体性，在实现补漏的前提下可恢复构件的使用功能，提高耐久性，该种方法主要采用环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯等浆液进行结构修补，采用水玻璃、聚氨酯以及丙烯酸盐等材料进行防渗堵漏裂缝修补。
3.4 其它。
结构加固：该种方法适用于混凝土构件裂缝已经影响到结构的使用性能及强度时，所采用的方法一般有在边角部位包型钢或采取加大混凝土结构截面面积、在混凝土构件表面粘贴钢板以及采用预应力加固、增加支点加固等方法。
电化学法：该方法是利用在混凝土上施加电场，利用电场在带介质内的电化学作用来改变混凝土内离子分布状体，从而实现提高内部钢筋周围的PH值达到钝化钢筋并达到防腐的目的。
4. 结语
目前混凝土结构裂缝多种多样，其形成原因及修补方法也多种多样，因此在对混凝土裂缝进行修补的过程中不能只知其一、只用其一，而应该综合掌握裂缝的各种形成原因并根据其不同形成原因采取不同的修补方法，最终实现对裂缝的优质修补，能够最大限度的恢复构件的使用功能。
参考文献
［1］ 王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，2000．
［2］ 陈士良等.现浇楼板的裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003．
［3］ 蔡正咏．混凝土性能［M］.北京：中国建筑工业出版社，1982.
［4］ 姜迎秋.混凝土结构的修复与防护［M］．天津：天津大学出版社，1995．
［文章编号］1006-7619（2011）09-21-923