摘要：本文首先对混凝土裂缝产生的原因进行分析，然后从结构设计、混凝土原材质量、施工工艺等角度提出了预防裂缝的方法，最后介绍了目前常用的结构裂缝治理方法。希望本文能够为同行在预防混凝土裂缝及发生裂缝后的原因分析与治理方面提供一定帮助。
关键词：混凝土结构；裂缝原因；预防；治理
1 引言
随着祖国的日益强大，建筑业也取得了一项项辉煌的成就，最近新冠疫情期间建设的宏伟工程火神山医院和雷神山医院，充分展现了“中国速度”。在建筑业飞速发展的同时，众多问题和挑战也随之而来，而混凝土结构裂缝问题就是最为普遍的质量问题之一，也是一个迫切需要解决的技术难题。
2 混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土的裂缝问题都是由微裂缝发展造成的，而微裂缝是无时无刻不在发生且不可避免的。混凝土由水、水泥及骨料组成，水泥砂浆与骨料间的粘结强度远小于水泥砂浆的抗拉强度（约40%~70%），在凝结硬化过程中水泥砂浆发生干缩变形，在水泥砂浆和骨料界面处形成了细微裂缝，在外荷载及变形作用等影响下，微裂缝便可能进一步发展扩大。
2.1温度裂缝
温度裂缝是由于混凝土硬化过程中因表面温度、内部温度与外界环境温度之间存在温差，造成温度应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就产生了裂缝。温度裂缝分为表面裂缝和深入及贯穿性裂缝两类。表面裂缝是由于水化热作用使混凝土块体温度上升，若遇到环境温度过低（处于冬季施工期，保温覆盖不到位，受寒潮袭击），表层温度会急剧降低产生收缩，此时受内部约束作用产生较大拉应力，此时混凝土抗拉强度较小不能够抵抗此拉应力，便形成裂缝。深入及贯穿性温度裂缝主要因施工措施不当造成，如大体积混凝土浇筑施工未按专项方案要求采取循环水降温等内部降温措施，产生的大量水化热使混凝土内部温度急剧上升，且此过程将持续一段较长时间，造成内外温度相差很大，温度应力远超过混凝土的抗拉强度，便形成深入及贯穿性温度裂缝。
2.2干燥收缩裂缝
干燥收缩裂缝是由于混凝土表面水分蒸发快内部水分蒸发慢，加上胶质体的胶凝作用导致的变形不同而产生的裂缝。该类裂缝多发生在露天养护完成一段时间后，且裂缝会随环境温度和湿度变化进一步发展扩大。此类裂缝较细，且通常发生在结构表面，形状纵横交错无规律性。
2.3塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝又称龟裂，产生于混凝土终凝前或终凝不久。一般出现在干热和大风天气，裂缝通常发生在混凝土结构表面，形状无规律性。产生原因是在混凝土终凝前受到高温或较大风力影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压使混凝土产生收缩变形，而早期混凝土抗拉强度无法抵抗其变形应力，因此产生塑性收缩裂缝。
2.4化学反应裂缝
化学反应裂缝主要是水泥中的碱性氧化物含量超标，与集料中所含的活性物质发生化学反应，生成具有膨胀特性的硅酸凝胶，造成混凝土变形开裂。另外，混凝土浇筑不及时、振捣不到位或者钢筋保护层厚度不足，造成钢筋发生锈蚀，也会造成混凝土酥松膨胀，此类裂缝多随钢筋位置呈现。
2.5沉陷裂缝
沉陷裂缝即地基不均匀沉降变形引起的裂缝，原因是地基不均匀沉降导致上部结构构件间产生斜拉和剪切，从而使结构构件开裂；或者是模板支模架搭设不规范，模板材料质量不合格，支撑基础松软等造成混凝土结构开裂。此类裂缝一般较宽，多呈45°，通常是贯穿性裂缝，并且随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝宽度及范围会进一步扩大。
2.6外荷载引起的裂缝
结构构件因承受的荷载性质不同，裂缝形态也不一样，通常裂缝方向与主拉应力方向正交。建设过程中大宗材料堆积、大型车辆运输、垂直运输，使用过程中重新装修、环境长期侵蚀作用及火灾、地震突发事件等都有可能引起结构裂缝。
3 混凝土结构裂缝的预防和控制
3.1结构设计方面
当结构物受到的约束应力超过构件本身的抗拉强度，便产生结构裂缝。
结构设计中采用“抗与放”或“抗放兼施”的方法，可以有效的避免结构裂缝的产生。用“放”的方法设置永久性变形缝，可避免结构因为温度变形不均导致结构开裂；用“抗”的方法，用后浇带取代永久变形缝，设置得当同样可以取得很好的效果，而防水效果、结构整体性和抗震性能更好；为避免构造性裂缝，可以加强构造配筋，结构设计应力求纵横截面简单，对变截面处加强抗扭抗剪设计，对板面阳角处布设双层放射钢筋，结构孔洞四周增设加强钢筋，混凝土梁的腰部配构造钢筋等；顶层保温隔热设计选用性能良好的保温材料和防水材料；钢筋保护层厚度根据耐久性要求的最小允许值选用，既不能过薄（影响耐久性），也不能过厚（容易开裂并增加裂缝宽度）。
3.2施工及材料方面
3.2.1混凝土材料
目前市场上混凝土质量整体较差，2019年浙江某地区更是发生小区住宅楼、市政工程项目混凝土实测强度低于设计强度50%以上而要求加固或拆除的质量事故。因此必须要求搅拌站遵循“精料供应”的原则，选用水化热较低的水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥等）；骨料选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、有害物质及含泥量低的砂石；添加有减水、增塑、缓凝作用的外加剂，减少用水量及砂浆用量，改善混凝土的工作性能。
3.2.2施工
控制进场模板材料质量及周转次数，确保支模架体系安全可靠，合理控制拆模时间，不能过早，也不要过晚（影响潮湿养护）。混凝土浇灌中要快插慢拔，振捣均匀，时间适当，避免混凝土发生离析或者不密实。重视混凝土的养护工作，有保湿养护、养护剂涂层养护、自动喷淋养护、保温养护等方式，对于大风等恶劣天气环境应加强覆盖等防护。
4 混凝土结构裂缝的治理方法
4.1传统裂缝治理方法
传统的裂缝治理方法有表面修补法、内部修补法、结构补强加固法、混凝土置换法、电化学保护法等。表面修补法是在混凝土表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、刷油漆或沥青、表面凿槽嵌补，适用于大面积表面细微裂缝处理及深入裂缝；内部修补法是将胶凝材料通过压浆泵压入裂缝中的修补方法，常用灌浆料有水泥砂浆和化学材料，其中化学材料以环氧树脂最为常用；结构补强加固法是在受损混凝土表面粘贴钢板或在外侧浇筑一层钢筋混凝土，以及打锚杆灌浆（常用材料有水泥砂浆或树脂）的加固修复方法；混凝土置换法是将混凝土构件凿除，支设模板，填充新的混凝土或其他置换浆料的方法，结构补强加固法和混凝土置换法适用于混凝土构件损坏严重或承载力达不到设计要求的情况；电化学保护法是在介质中施加电场，通过电化学作用改变混凝土的环境状态，钝化钢筋，达到防腐目的。
4.2仿生自愈合法
该种方法是一种新型裂缝处理方法，它是模仿动物骨组织受伤后的再生、愈合机理，在混凝土材料中加入修复胶粘剂的办法，使结构发生裂缝后具有自愈合功能。该方法原理是在混凝土基体中布设填充胶粘剂的细小空心纤维管道或空心胶囊，当混凝土结构发生裂缝或损伤时，纤维管道或胶囊就会破裂，里面的胶粘剂流出后渗入缝隙，由化学作用使胶粘剂固结，从而修复裂缝。经过研究探索，胶粘剂现有多种选择，水玻璃、稀释水玻璃、环氧树脂以及缩醛高分子溶液等。
5 结语
近年来，随着建筑业飞速进步及人们生活水平的不断提高，对房屋的质量要求越来越严格，虽然结构裂缝有有害的和无害的之分，但很多人还是“谈缝色变”。所以要足够重视结构设计、施工优化、材料把控等事前预防措施，在发生结构裂缝后，从设计、施工、环境等方面综合分析产生裂缝的原因，根据主次关系及时采取有效的挽救措施。
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