住宅建筑混凝土结构裂缝成因及修补方法
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摘要：在我国，住宅建筑一般都用混凝土结构，其最大的问题就是裂缝。微裂缝在建筑混凝土构件中是不可避免的问题，通常微裂缝是同混凝土的工作同步进行。像一般的微裂缝对混凝土的使用功能不会造成太大影响，完全可以忽略不计。但由于外界原因和内部自身结构的原因，小小的微裂缝也会逐渐形成大型的裂缝，也称为宏观裂缝。也在建筑工程施工过程中常说的混凝土裂缝就是所谓的宏观裂缝。而今住宅建筑混凝土结构的裂缝问题不仅严重困扰建筑技术人员，还严重影响到人们的生活和生产，并已上升为社会问题，是当今社会急需解决的技术难题。本文从住宅建筑混凝土结构裂缝裂缝产生的主要原因和修补方法来进行论述。
关键词：住宅建筑；混凝土裂缝；形成原因；修补方法
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的飞速发展，建筑行业得到了前所未有的发展，在建筑工程中，裂缝问题是混凝土工程中带有一定普遍性的问题，混凝土结构从浇筑后开始，时刻存在着开裂的倾向。这是由于混凝土自身的特性( 如匀质性较差、抗拉强度较低) 及一些人为因素( 如设计不周、施工粗糙) 造成的。裂缝的出现，不仅影响美观，还将对结构防水性、抗冻性、抗钢筋锈蚀性及抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重危害，影响建筑物的正常使用，有些裂缝则危及结构的安全，甚至造成建筑物的严重破坏和倒塌。因此，如何正确“诊断”混凝土裂缝形成的原因并提出切实有效的“防治”方法，防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害，是混凝土工程中需要解决的问题。
1、住宅建筑混凝土裂缝成因
混凝土结构产生裂缝的原因很多，主要有以下四类:
1) 荷载作用引起的裂缝，是指由恒载、活载、风载、雪载、吊车荷载等一种或几种荷载作用引起的裂缝，包括由弯矩、轴心拉力、偏心拉( 压) 力引起的正截面裂缝和由剪力、扭矩引起的斜裂缝。
2) 约束变形引起的裂缝，包括温度变化，混凝土收缩，基础不均匀沉降，混凝土塑性塌落，钢筋锈蚀，冰冻以及碱骨料化学反应引起的裂缝。
3) 设计因素引起的裂缝，主要是指在设计过程中，由工程师对结构变形裂缝考虑不周，变形缝设置不当，忽略构造钢筋的重要性和结构的约束性质等原因引起的裂缝;
4) 施工因素引起的裂缝，主要是指在施工过程中，由施工材料不合格、施工方法不恰当、技术措施不到位等原因引起的结构裂缝。
从实际工程的情况来看，混凝土结构的裂缝主要由前两种原因引起。据统计，约束变形引起的裂缝约占混凝土裂缝的 80%，荷载作用引起的裂缝约占 20%。本文着重对温度裂缝、收缩裂缝( 又分为塑性收缩裂缝和干缩裂缝) 和应力集中裂缝的产生机理及控制措施进行探讨。
1． 1 温度裂缝
混凝土结构构件随着温度的变化会产生变形，即热胀冷缩。当这种变形受到外界约束条件的限制不能自由发生时，就可能产生裂缝。混凝土在硬化过程中，产生大量的水化热，内部温度上升高散热慢，外部散热快，这种温差将导致混凝土外部受拉，内部受压，有可能引发从混凝土表面向内扩展的裂缝。这种裂缝一般为非贯通性裂缝，危害不大。后期降温冷却时，如果外部约束或内外降温不均匀，内部就会出现拉应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，便会产生裂缝。此种裂缝可发展成为贯通性裂缝，危害很大。此外，构件在使用中如果内外温差较大，构件内的温度梯度就较大，也可能引起裂缝。
因此可采取构造措施降低约束，如设置各种连接缝( 伸缩缝，控制缝，后浇带，施工缝) 以及在约束界面上设置滑动层、缓冲层等。同时，还须进行合理的温度控制，使因温差而产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度标准值。
1． 2 塑性收缩裂缝
混凝土塑性收缩裂缝指混凝土在浇筑后呈塑性状态时因收缩所引发的裂缝。塑性收缩裂缝多发生于地板、楼板、桥板等的面上。当气温较高、相对湿度较低或有强风吹时其固体质点间的毛细水蒸发减少很快，就会形成弯压面产生较大的拉力，使处于可塑状态的混凝土收缩。
1． 3 干缩裂缝
混凝土的干缩是由混凝土中水分的散失或湿度降低所引起的。混凝土中毛细管孔隙，在混凝土干燥过程中逐渐失水，毛细管也逐渐变形产生毛细压力，导致混凝土产生体积收缩。当混凝土四周有约束存在时，混凝土内部将产生拉应力和拉应变，当其拉应力超过混凝土抗拉强度极限值或拉应变超过混凝土极限变形值时，混凝土就会产生干缩裂缝。
1． 4 应力集中裂缝
混凝土结构应力集中裂缝多在主体结构建成后出现，主要分布在门窗洞口、平面或立面突出凹进以及结构洞口和结构刚度突变及集中荷载处。对于预应力混凝土结构，一般在张拉钢筋锚固端产生局部压应力集中处产生裂缝。因此，在这些位置应设置附加筋，以利于分散应力集中。
2.1表面处理法
表面处理法分为表面涂抹法和表面贴补法两类，它一般是适用于裂缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，通常是在裂缝表面铺设薄膜材料。表面涂抹法适用范围有：浆材难以灌入的细而浅的裂缝；深度未达到的发丝裂缝；不漏水的缝；不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。
2.2化学灌浆法
化学灌浆法是运用化学材料配制而成的一种特殊浆液，利用专用设备将其注入到裂缝中，让其浆液随裂缝扩散最终凝固从而达到加固的目的。目前可作为化学灌浆的材料有很多，例如环氧树脂、聚氨酯等。此方法主要适用于较大的裂缝，或者对结构整体性有影响的裂缝。
2.3填充法
用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于 0.3mm。深度较浅的裂缝或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。目前常用的嵌填材料有塑性材料如塑料油膏，刚性材料如砂浆、聚合物等。
2.4结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构性能时，如因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度时可采取结构加固法对混凝土结构进行处理。主要方法有：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固及喷射混凝土补强加固。
2.5电化学防护法
电化学防护法是利用施加电场在介质中电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土中的离子分布状体，提高钢筋周围的pH值，钝化钢筋，达到有效防腐目的。主要方法有阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法三种。它的优点是受环境因素影响较小，可用于新建结构或已开裂结构。
2.6仿生自愈法
仿生自愈法是目前新出的一种裂缝处理方法，就是模仿生物组织对受创伤部位会自动分泌某种物质去愈合创伤部位的机能，在混凝土成分中加入一种特殊成分，在发生裂缝时内部会自动流出一种特殊液芯纤维来愈合裂缝。
3、结语
本文对混凝土结构裂缝的成因进行了分析，重点讨论了温度裂缝、收缩裂缝和应力集中裂缝产生的机理及防控，并阐述了裂缝的修补方法。希望此文能为实际工程中混凝土结构裂缝的诊断及控制提供参考。
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