民用建筑混凝土结构裂缝原因分析及修补

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。

1、 裂缝成因分析

1.1结构形变

（1）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。

（2）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。

（3）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。

1.2超载现象

投入使用的建筑物所承受的各种载荷超过其设计载荷时其结构内部则会产生内力弯矩，当该弯矩达到一定值时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倾斜缝，随着时间推移该倾斜缝将会从下往上延伸，或当构件实际承受力与设计情况不吻合或设计载荷过小也将导致构件超载而引起结构裂缝。

1.3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造石体，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，同时在配比中水灰比高、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合中多加水泥和水，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。

2、裂缝修补措施

2.1表面修补法

常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃丝布，表面缝合等。

（1）涂覆法：混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件（室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况）以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。

（2）增加整体面层：混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。

（3）压抹环氧胶泥：对于数量不多，又不集中，缝宽>0. lmm的裂缝可采用此法处理。

（4）环氧浆液粘贴玻璃丝布：一般采用环氧树脂胶料或环氧焦油胶料，粘贴1~2层玻璃丝布。

（5）表面缝合：在裂缝两边钻孔或凿槽，将u形钢筋或金属板放入孔或槽中，用环氧树脂砂浆等无收缩型砂浆灌入孔或槽中锚固，以达到缝合裂缝的目的。

2.2局部修复法

常用的方法有充填法，部分凿除重新浇筑混凝土、预应力法等。

（1）充填法

用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补；梯形槽用于渗水裂缝修补；环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补；聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。

（2）预应力法 h

用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓（预应力钢筋），施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，见图2.2 （ a）钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力，见图2.2 （b）。

（3）部分凿除重新浇筑混凝土

对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。

2.3灌浆法

将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。

用于结构修补的化学浆液主要有两类：一类是环氧树脂浆；另一类是甲基丙烯酸甲酷液（简称甲凝液）。用于防渗堵漏的化学浆液主要有：水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加强度。

2.4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、增加支点加固等办法。

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态，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。