摘 要：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)和使用過程中，出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量屢見不鮮。本文分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的種種危害以及產(chǎn)生的原因，并進一步提出了區(qū)分結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫的防治措施。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 裂縫 原因 防治措施
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工業(yè)與民用建筑、橋梁隧道、高速公路、水工大壩、海洋平臺等工程項目中，得到了廣泛的應用。然而，在實際工程中， 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫經(jīng)�？梢姟� 裂縫的存在一方面影響了結(jié)構(gòu)的美觀和正常使用；另一方面削弱了結(jié)構(gòu)的剛度和整體性， 導致工程事故的發(fā)生。本文著重對引發(fā)鋼筋混凝土裂縫的危害和原因進行歸納， 并提出相應的預防和處理措施， 旨在對某些容易忽視的問題引起重視。
一、裂縫的危害
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物一旦產(chǎn)生裂縫，對本身會產(chǎn)生安全上及使用上的影響。外部環(huán)境的有害成分侵入，會使裂縫部分持續(xù)擴大及劣化，造成使用性能的降低，而導致使用壽命的縮短，甚至會影響結(jié)構(gòu)物的安全性。
1.對結(jié)構(gòu)強度的影響
結(jié)構(gòu)物裂縫發(fā)生后，其本身的剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會降低，并可能導致結(jié)構(gòu)行為發(fā)生應力重分配，造成進一步的破壞。裂縫嚴重時，可能會使構(gòu)材掉落而造成危害。
2.對耐久性能的影響
裂縫對耐久性的影響，最主要的是加速混凝土中性化，使鋼筋腐蝕速度變快，并因漏水、滲水，造成發(fā)霉、滲斑而使得保護層剝落，而縮短結(jié)構(gòu)物的使用年限。
3.對氣密性能的影響
裂縫對于氣密性能的破壞，主要是針對需要高氣密性能的結(jié)構(gòu)物而言的，如醫(yī)院、核電廠，或一些疫苗培植性能的結(jié)構(gòu)物。一旦發(fā)生裂縫，就會造成氣密性降低，造成輻射線或疫苗菌類外泄，影響到人們的安全。
二、裂縫的原因分析
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫形成的因素有許多，如干縮、溫度效應、外力超載或施工不當?shù)榷紩a(chǎn)生裂縫。
1.塑性收縮裂縫
混凝土由水泥、細骨材、粗骨材及水拌合而成，由于水與水泥的水化產(chǎn)生膠結(jié)作用，將粗細骨材連成一體，從而產(chǎn)生混凝土的強度。混凝土澆置后在凝固前呈現(xiàn)軟性或塑性狀態(tài)。拌合水化作用開始，混凝土表面曝露于大氣間，混凝土表面的水分開始蒸發(fā)，并導致混凝土干縮。混凝土表面溫度及風速均影響表面水分蒸發(fā)產(chǎn)生干縮的程度，因此混凝土內(nèi)部與外表由于干縮差異，使混凝土的表面產(chǎn)生拉應變，如果此種干縮的差異發(fā)生在混凝土灌注之后，強度尚未完全形成時，混凝土將由于塑性收縮所造成的應變而產(chǎn)生破裂。
2.塑性沉陷裂縫
這種裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫之一，發(fā)生原因為混凝土在澆置、抹平后骨材會繼續(xù)下沉，當骨材下沉受到局部阻礙時（如鋼筋或其它埋設(shè)物），導致鄰近對象產(chǎn)生孔隙或裂縫。
3.干縮裂縫
干縮裂縫是因為混凝土體積干縮變化并且收縮受到外部約束的影響。假使混凝土收縮未受到限制，則裂縫不會產(chǎn)生。但當收縮發(fā)生且受限制時，混凝土內(nèi)部會形成拉應力，當拉應力超過混凝土強度時，裂縫就產(chǎn)生了。
4.溫度裂縫
混凝土澆置后由于水化熱的消散速度不同，使內(nèi)部造成溫差，此溫差會導致不同的體積變化，而產(chǎn)生拉應力，當此拉應力超過混凝土抗拉度時，即會產(chǎn)生裂縫。
5.沉陷裂縫
對某些結(jié)構(gòu)物而言，不均勻支承與基礎(chǔ)沉陷或沉陷超過容許范圍，都容易使得結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生額外的彎曲與剪力裂縫，這種裂縫是設(shè)計時無法考慮和預計的。
6.氣候因素
造成混凝土龜裂的因素包括溫濕度作用及凍融現(xiàn)象等。湖南等南方地區(qū)，雖然凍融現(xiàn)象發(fā)生的幾率不大，但在溫濕度方面卻有很大影響，因此必須加以重視；通常溫濕度作用所呈現(xiàn)的裂縫型態(tài)為八字型裂縫，其原因可能為結(jié)構(gòu)物受日照后混凝土膨脹的結(jié)果。
7.鋼筋腐蝕
鋼筋腐蝕是一種電化學過程，此過程需要氧氣、水份及具陰陽極反應等化學反應。鋼筋腐蝕時相伴產(chǎn)生的生成物體積比鋼筋體積要大，甚至可高達7倍，因此鋼筋銹蝕膨脹后會對混凝土產(chǎn)生推擠，使混凝土受到拉力。當腐蝕生成物累積至某種程度時，混凝土表面裂縫便無法避免。隨著鋼筋生銹漸多，鋼筋與混凝土間的握裹力便逐漸消失，最后導致混凝土剝落。
8.堿質(zhì)反應
混凝土內(nèi)水泥堿性物與骨材中活性二氧化硅在足夠濕氣及溫度的環(huán)境催化下將產(chǎn)生一種膨脹性化學反應，即稱堿質(zhì)反應。此反應將造成混凝土衍生膨脹應變，從而使結(jié)構(gòu)物劣化。
9.超載、設(shè)計、施工不當
結(jié)構(gòu)物構(gòu)件有一定的容許載重力。因此，超載勢必會使得結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生額外的裂縫。設(shè)計錯誤將造成結(jié)構(gòu)物嚴重龜裂，甚至發(fā)生重大事故。例如鋼筋用量不足、不當配置等因素，均可能造成結(jié)構(gòu)物龜裂；施工作業(yè)不當同樣會導致混凝土龜裂，最常見的現(xiàn)象為，混凝土澆置時添加水量，此時，不但增加干縮及沉陷裂縫發(fā)生的幾率，更降低了混凝土原本的設(shè)計強度。養(yǎng)護時間不夠、模板支撐力不足及施工縫設(shè)置不當都會使得混凝土產(chǎn)生裂縫。
10.氯離子含量過高
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物中的鋼筋，一般均在堿性環(huán)境下，故不會產(chǎn)生腐蝕，但當氯離子含量高于一定程度時，雖在堿性環(huán)境下也會發(fā)生腐蝕，鋼筋生銹之臨界氯離子含量，依混凝土配比及環(huán)境條件而異。
三、裂縫的防治措施
對裂縫的防治應根據(jù)裂縫發(fā)生的原因、大小、部位、結(jié)構(gòu)的受力情況和使用要求， 區(qū)別對待， 以便采用正確的處置方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物龜裂損壞一般可分為結(jié)構(gòu)性龜裂與非結(jié)構(gòu)性龜裂兩種。結(jié)構(gòu)性龜裂是指，因結(jié)構(gòu)體損害導致結(jié)構(gòu)體龜裂、大變形，危及結(jié)構(gòu)安全等情形；而非結(jié)構(gòu)性龜裂是指混凝土結(jié)構(gòu)物表面細微發(fā)狀裂痕、沿埋設(shè)管物裂痕、兩種不同材料裝修粉刷裂縫等情形。結(jié)構(gòu)性裂縫的防治目的在于提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。非結(jié)構(gòu)性裂縫可根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性和使用方面的要求， 采取修補措施即可。具體措施有：
1.盡量爭取在晝夜溫差較小的季節(jié)施工，否則應采取保溫和防曬措施，充分養(yǎng)護，使溫度的變化控制在最小范圍，不使其升溫過高及干燥。在遇強風時應比平時盡快采用特殊的養(yǎng)護預防干燥收縮裂縫。
2.嚴格按水泥、水、砂、石的配合比計量上料，規(guī)定正確攪拌時間。選用水化熱量小、鋁酸鈣含量較低的水泥，這樣可降低水泥、水化熱帶來的內(nèi)部溫度，降低水化熱峰值。選用優(yōu)質(zhì)的減水劑及級配良好的骨料，盡量減少單位用水量，并盡可能選用低的砂率，減少泛漿和混凝土的收縮量。
3.混凝土面板在鋪筑完后盡可能早地切割，如因故不能做到時，可采用跳檔切割，每隔4～5條縫先切一縮縫，然后再返回切余下的縫。
4.在混凝土路面澆筑前給水泥石粉層和模板適量灑水，減少基層頂面摩阻力。使用長時間在日光下曝曬的干燥骨料時，也要充分灑水濕潤，在混凝土表面修整過程中，要避免強烈的日光直射，不使溫度上升很大和出現(xiàn)干燥，風還大時要提前養(yǎng)護。
5.正確處理施工縫。在施工時縫應盡可能與脹縫或縮縫重合。最好是脹縫，因為即使施工縫不直時也可通過切割將不直處除掉。雖然要求盡量不設(shè)施工縫，但在施工常遇到不可避免的原因，如停電、機械故障、暴雨等因素不得不設(shè)置施工縫時、因時間差、施工縫兩邊澆筑的混凝土凝固、收縮不一致，肯定會產(chǎn)生裂縫，故應有應付突發(fā)事變的能力，盡量避免發(fā)生施工縫或合理安排施工縫，也可減少板塊裂縫的產(chǎn)生。
四、結(jié)語
鋼筋混凝土構(gòu)造物裂縫往往造成許多困擾，輕則影響結(jié)構(gòu)物外觀，重則危及構(gòu)造物安全。一般工程上，均視混凝土結(jié)構(gòu)物上細微發(fā)狀裂縫為結(jié)構(gòu)物重大缺陷。實際上，裂縫多半是由于載重前的自身應力及約束應力引起的。對混凝土裂縫的分析， 不僅要明確裂縫的危害，分析裂縫產(chǎn)生的原因， 更要求我們從設(shè)計上和施工上總結(jié)經(jīng)驗教訓， 去預防裂縫的發(fā)生。
