摘要：本文主要分析混凝土在施工和使用中裂纹产生的原因，了解混凝土裂纹产生的机理，为我们以后在实际工程中抓住主要矛盾，根据实际情况解决问题，减少安全事故，加大混凝土构件的安全性提供了依据。

关键词：混凝土  构件  裂纹 1、前言： 　　目前国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败导致施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化，特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，追究其原因主要是这些混凝土构件在施工时不注意防治由于混凝土自身的内在原因而产生隐性的为裂纹，这些裂纹在使用中或是在受荷后不断的扩大，致使混凝土的构件产生破坏。 2、混凝土构件裂纹的成因主要有以下几种： 2.1施工形成的裂纹 2.1.1在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂纹，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂纹出现的部位和走向、裂纹宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂纹。 2.1.2混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂纹的起源点。 2.1.3混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂纹。 2.1.4混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂纹。 2.1.5用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂纹。 2.1.6混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂纹。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂纹；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂纹。 2.1.7混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。 2.1.8施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂纹。 2.1.9施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂纹。 2.1.10施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂纹。 2.1.11装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂纹。 2.1.12安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂纹。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂纹；拆架后再浇筑护栏，则裂纹不易出现。 2.1.13施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。 2.2结构受荷形成的裂纹 结构受荷后产生裂纹的因素很多，一般混凝土构件在常规静、动荷载及次应力下产生的裂纹称荷载裂纹。 2.2.1在使用阶段，混凝土构件受荷载超出设计值一方面会使混凝土构件疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故；另一方面，由于超载造成的混凝土构件内部损伤不能恢复，将使得混凝土构件在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害混凝土构件的安全性和耐久性。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂；裂纹即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降；于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂纹或本来较小的裂纹成为超出规范允许的裂纹或产生较大的变形。www.tmgc8.com 2.2.2在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂纹而导致钢筋锈蚀。 2.2.3 桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂纹。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂纹。 2.3基础的不均匀沉降形成的裂纹 在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降，由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有： 2.3.1地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。 2.3.2地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。 2.3.3结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。 2.3.4结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，也可能引起地基不均匀沉降。 2.3.5分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。 2.3.6地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。 2.3.7桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。 2.3.8桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。 2.3.9对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂纹的主要原因。 3、裂纹的处理 对于设计、施工和混凝土的特性所产生的裂纹主要是采取事先控制，预防为主，把混凝土构件裂纹消除在萌芽中，对于在使用中出现的裂纹处理主要有以下一些方法：  3.1表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂纹以及深进裂纹的处理。通常的处理措施是在裂纹的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂纹的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 3.2灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂纹的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂纹中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂纹封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂纹凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂纹的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。www.tmgc8.com 3.3结构加固法 当裂纹影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 3.4混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 3.5电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。 3.6仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂纹处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂纹时分泌出部分液芯纤维可使裂纹重新愈合。   4、结 论 裂纹是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂纹进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂纹的出现和发展，才能保证建筑物和构件安全、稳定地工作。   参考文献： 1、钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2.
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