混凝土是當代最主要的土木工程材料之一，具有原料豐富，價格低廉，強度高，耐久性好，生產工藝簡單的特點被廣泛應用。但混凝土結構在長期使用過程中難免出現裂縫問題，裂縫的產生不僅受到結構荷載的影響，還與混凝土材料的特性、工程質量、環境等多方面因素密切相關。

 

 

肉眼可見“裂縫”的寬度一般都在0.05mm以上，混凝土表面灑水擦凈以后都會出現肉眼可見的“裂紋”；在混凝土材料的內部，還能發現更多不連續的“裂隙”，“裂縫”只是這種“裂紋”和＂裂隙＂的發展后的形態，本質是一樣的。因此“裂縫"是一種混凝土材料本身的“缺陷＂。處理裂縫問題前，應充分了解引起裂縫的原因，一般的裂縫是難以避免的，但嚴重的受力裂縫會引起結構的安全問題。

 

PART.01 裂縫的類型

 

混凝土結構工作狀態自帶裂縫是材料本身的固有特性，大多數裂縫對結構安全無實質影響，但是裂縫類型繁多，對結構造成的影響也各有不同，需要通過檢測并根據裂縫類型和成因正確處理裂縫。

 

PART.02 裂縫的產生原因

 

混凝土不同于鋼材、木材或其他建筑材料，由于混凝土組成成分的多樣化，以及特殊的結構成型方式，決定了其不可避免地會存在裂縫。正常情況下，混凝土結構是自帶裂縫承載受力的。

 

 

01荷載引起的裂縫

 

在外界荷載作用下，混凝土強度不足可能會形成肉眼可見的裂縫，這種裂縫通常出現在受力或振動嚴重的部位。需要注意受壓區的混凝土肉眼可見的起皮或沿受壓方向的短裂縫可能是結構達到承載力極限的信號。

 

 

1.在混凝土結構承載受力之初，混凝土內部應力較小。此時就已經出現肉眼不可見的微小“裂隙”，但不會對結構造成影響。

 

2.隨著結構荷載的增加，混凝土應力增大。裂隙會持續發展、延伸。大多會沿著原有裂隙兩端以及已經存在的缺陷發展。基于水泥石中已有內應力的積聚，裂隙往往伸入已經硬化的水泥石中。

 

 

3.當結構荷載繼續增加，裂隙也會繼續延伸并銜接貫通，將水泥石切割成為不連續的塊體。

 

4.如果結構荷載不斷增加，這些內部裂隙就會沿著主應力方向進一步延伸、擴大。最后發展成混凝土結構表面肉眼可見的裂縫。

 

隨著我國結構設計規范的安全度設置水平不斷提高，施工質量也同樣在進步。在多數混凝土結構裂縫問題中，承載受力引起的裂縫只占少數，且大多都是不具有太大危險性的一般裂縫。

 

02收縮引起的裂縫

 

混凝土固化過程中不可避免地會發生收縮，主要有塑性收縮和縮水收縮兩種。

 

塑性收縮發生在混凝土澆筑施工后數小時內，水泥水化反應激烈導致混凝土失水收縮，同時在骨料下沉時受到鋼筋阻擋，會形成沿鋼筋方向的裂縫。

 

縮水收縮則在混凝土固結后發生，因混凝土表面水分流失快，內部水分損失慢，產生內外不均勻收縮，可能導致混凝土承受拉力超過其抗拉強度而產生裂縫。配筋率超過3%的構件，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面更容易出現龜裂裂紋。

 

混凝土收縮產生的裂縫主要特點是表面裂縫、裂縫寬度較細，且縱橫交錯、形狀不規則。往往在板的未配筋表面，由于表面收縮應變積聚較多，且得不到鋼筋的制約而形成不規則開裂。

 

03溫度引起的裂縫

 

混凝土在溫度變化時會發生熱脹冷縮，若變形受到約束，就會在結構內產生應力，超過混凝土抗拉強度時形成溫度裂縫。在大跨度橋梁等結構中，溫度變化產生的應力可能超過活荷載應力。

 

溫度引起的裂縫主要有兩種：

1.環境溫差引起的裂縫，多發生于屋蓋、外墻等溫度變化劇烈的混凝土結構。

2.水泥水化熱積聚而引起的內部和表層之間溫差而形成的裂縫，多發生于大體積混疑土結構。

 

04環境引起的裂縫

 

外界環境中的各種有害因素侵蝕，會造成混凝土結構性能劣化，不同的環境條件造成材料性能劣化以及耐久性裂縫的性質不盡相同，主要有以下類型：

1.由于環境化學腐蝕造成鋼筋銹蝕，引起鋼筋體積膨脹而導致混凝土開裂。

2.強化學腐蝕環境下，混凝土內發生的各種化學反應，引起混凝土體積膨脹并發生裂縫。

3.干濕交替造成滲水對混凝土材料的反復作用，會促使裂縫的形成和發展。

4.寒冷地區，混凝土內部滲入的水分結冰以后體積膨脹，反復凍結、融化就會引起的混凝土的凍脹裂縫，甚至導致混凝土材料的酥裂、破碎。

5.混凝土內堿含量過高，外界水滲入后發生化學反應，體積膨脹而引起的脹裂。

6.攀緣植物、水生物的長期作用，也會使混凝土結構發生裂縫。

7.長期風蝕、水流沖刷、摩擦、碰撞等因素，也會造成混凝土耐久性裂縫。

 

05不均勻沉降引起的裂縫

 

基礎不均勻沉降或位移會產生附加應力，若超出混凝土抗拉強度，會致使結構出現裂縫。

 

引起不均勻沉降的原因主要有兩種：

1.自然形成的各種土壤承載性能不同，而土層分布和厚度的不均勻，導致了地基下的土壤壓縮變形的差別，發生不均勻沉降。而地基上的建筑物也不可能均勻一致，導致地基下土壤受到的荷載的不同，同樣會發生不均勻的沉降。

2.古代遺跡上的回填土與附近的原土壤承載性能不同，也會導致地基不均勻沉降，是城市建設中的常見問題。

 

06工程質量引起的裂縫

 

結構設計不合理、工程材料和施工質量問題都可能引發各類裂縫。

 

PART.03 裂縫的處理方法

 

肉眼可見的混凝土裂縫有可能是結構強度不足的信號，了解裂縫產生原因，通過修復裂縫，并采取正確結構加固補強措施，從而提高結構整體性能和使用壽命。

 

裂縫寬度≤0.2mm直接用封縫膠處理，裂縫寬度＞0.2mm需要用灌縫膠處理，對體積較大的混凝土構件裂縫較深的情況，也應采取灌縫膠處理。

 

01封縫

 

對注膠區域的裂縫，無論縫寬大小，原則上都應同時封閉，以防裂縫相互貫通而漏氣漏膠。注膠底座埋設好后，沿縫用配制好的封縫膠進行密封，密封時在沿裂縫走向50mm寬的范圍內用抹刀刮抹封縫膠GA-501，厚度約1.5-2.0mm，如果縫兩側有較多細微龜裂的部位，應抹至8～10厘米寬，并按壓膠的邊緣，消除卷邊，并盡量一次完成，避免反復涂抹。混凝土剝落處要填充密實，與注入座銜接的地方要特別注意。封好的縫表面應光滑、平整，邊緣與混凝土面應緊貼，不應有卷邊現象。

 

02灌縫

 

在底座安裝好灌縫膠的針筒，安裝順序由一端向另一端，對于豎直裂縫，釋放針筒壓力從下到上依序進行，壓注時間隔預留出氣孔和進漿孔，當出氣孔出漿后，再把其作為進膠孔再進行灌注，依序進行，下面的進膠孔應予以密封(可用纏生料帶的螺栓堵塞)，直至灌完。

 

GA-500灌縫膠有較強的滲透性，可滲透毛細孔，為防止剛被壓注滿的膠被混凝土吸收形成空洞，拆除針筒時間不應少于1小時，直至針筒中膠液初凝為止。

 

對于水平裂縫，灌漿的順序可從兩端到中間，也可從中間到兩端，中間預留出漿孔就行，壓膠的方法同豎直裂縫。

 

對于深層、非貫通裂縫，先從縫側面的斜孔進行灌注至縫的深層，可采灌膠設備，主要是應用低壓低速的儀器，灌漿壓力為0.1-0.6Mpa，可根據裂縫的可灌度來調整壓力；然后再從表面灌注，壓注過程中應適當延長灌注時間。

 

03結構加固補強

 

混凝土是脆性材料，其受壓、受剪引起的裂縫具有非延性的性質，從開裂到崩潰的發展過程很快。

 

若經檢測結構構件性能不足，且發現有可能造成安全隱患的裂縫，除了要做裂縫修復之外，必須對相關的構件進行加固處理，以保障結構安全。

 

04合理控制荷載

 

對混凝土結構裂縫修復和加固補強后，應根據加固后的結構強度合理控制荷載，是降低裂縫產生的關鍵。

 

在未來，我們將繼續致力于建筑結構加固與維護的創新研究，不斷提升我們的材料品質。每一個工程項目都是對我們承諾的延續，也是對行業標準的踐行。我們深信，通過我們的努力和創新，結構加固將迎來更加可靠和持久的明天。感謝您的閱讀、分享與關注！