一
、鋼筋混凝土結構裂縫

　　鋼gang筋jin砼tong結jie構gou出chu現xian裂lie縫feng是shi不bu可ke避bi免mian的de，在zai保bao證zheng結jie構gou安an全quan和he耐nai久jiu性xing的de前qian提ti下xia，裂lie縫feng是shi人ren們men可ke接jie受shou的de材cai料liao特te征zheng。近jin十shi多duo年nian來lai，隨sui著zhe鋼gang筋jin砼tong結jie構gou的de長chang大da化hua和he複fu雜za化hua，以yi及ji商shang品pin砼tong的de大da量liang推tui廣guang和he砼tong強qiang度du等deng級ji的de提ti高gao
，結jie構gou裂lie縫feng出chu現xian機ji率lv大da大da增zeng加jia
，有you些xie已yi危wei及ji結jie構gou的de安an全quan性xing和he耐nai久jiu性xing，有you的de地di下xia工gong程cheng裂lie滲shen已yi影ying響xiang其qi使shi用yong功gong能neng。

　　二

、結構裂縫產生的原因

　　結構裂縫產生的原因很複雜
，根據國內外的調查資料
，引起裂縫有兩大類原因，一種由外荷載（如靜、動荷載）的直接應力和結構次應力引起的裂縫，其機率約20%；一種是結構因溫度
、膨脹
、收縮、徐變和不均勻沉降等因素由變形變化引起的裂縫，其機率約80%。裂縫發生與材料
、設計、施工和維護有關，現作以下分析。

　　（一）材料缺陷

　　在變形裂縫中收縮裂縫占有80%的比例
，從砼的性質來說大概有：

　　1．幹燥收縮

　　研究表明
，水泥加水後變成水泥硬化體，其絕對體積減小。每100克水泥水化後的化學減縮值為7～9ml
，如砼水泥用量為350kg/m3，則形成孔縫體積約25～30L/m3之巨。這是砼抗拉強度低和極限拉伸變形小的根本原因。研究表明，每100克水泥漿體可蒸發水約6ml，如砼水泥用量為350kg/m3，當砼在幹燥條件下

，則蒸發水量達21L/m3。毛細孔縫中水逸出產生毛細壓力，使砼產生“毛細收縮”。由此引起水泥砂漿的幹縮值為0.1～0.2%；砼的幹縮值為0.04～0.06%。而砼的極限拉伸值隻有0.01～0.02%
，故易引起幹縮裂縫。

　　2．溫差收縮

　　水泥水化是個放熱過程，其水化熱為165～250焦爾/克

，隨砼水泥用量提高，其絕熱溫升可達50～80℃。研究表明，當砼內外溫差10℃時，產生的冷縮值εc=△T/α=10/110-5=0.01%，如溫差為20～30℃時，其冷縮值為0.02～0.03％
，當其大於砼的極限拉伸值時，則引起結構開裂。

　　3．塑性收縮

　　tongchuningzhiqianchuxianmishuiheshuifenjijuzhengfa，yinqishishuishousuo
，cishiguliaoyushuinizhijianyechanshengbujunyundechensuobianxing
，tafashengzaitongzhongningzhiqiandesuxingjieduan
，guchengweisuxingshousuo。qishousuoliangkeda1％左右。在砼表麵上，特別在抹壓不及時和養護不良的部位出現龜裂，寬度達1～2mm，屬(shu)表(biao)麵(mian)裂(lie)縫(feng)。水(shui)灰(hui)比(bi)過(guo)大(da)，水(shui)泥(ni)用(yong)量(liang)大(da)，外(wai)加(jia)劑(ji)保(bao)水(shui)性(xing)差(cha)
，粗(cu)骨(gu)料(liao)少(shao)，振(zhen)搗(dao)不(bu)良(liang)，環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)高(gao)，表(biao)麵(mian)失(shi)水(shui)大(da)等(deng)都(dou)能(neng)導(dao)致(zhi)砼(tong)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)而(er)發(fa)生(sheng)表(biao)麵(mian)開(kai)裂(lie)現(xian)象(xiang)。

　　4．自生收縮

　　密mi封feng的de砼tong內nei部bu相xiang對dui濕shi度du隨sui水shui泥ni水shui化hua的de進jin展zhan而er降jiang低di，稱cheng為wei自zi幹gan燥zao。自zi幹gan燥zao造zao成cheng毛mao細xi孔kong中zhong的de水shui分fen不bu飽bao和he而er產chan生sheng負fu壓ya，因yin而er引yin起qi砼tong的de自zi生sheng收shou縮suo。高gao水shui灰hui比bi的de普pu通tong砼tong（OPC）由於毛細孔隙中貯存大量水分，自幹燥引起的收縮壓力較小

，所以自生收縮值較低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）則不同，早期強度較高的發展率會使自由水消耗較快
，以至使孔體係中的相對濕度低於80%。而HPC結構致密，外界水泥很難滲入補充
，在這種條件下開始產生自幹收縮。研究表明
，齡期2個月水膠比為0.4的HPC
，自幹收縮率為0.01%，水膠比為0.3的HPC
，自幹收縮率為0.02%。HPC的總收縮中幹縮和自收縮幾乎相等，水膠比越小自收縮所占比例越大。由此可知，HPC的收縮性與OPC完全不同
，OPC以幹縮為主，而HPC以自幹收縮為主。問題的要害是：HPC自zi收shou縮suo過guo程cheng開kai始shi於yu水shui化hua速su率lv處chu於yu高gao潮chao階jie段duan的de頭tou幾ji天tian，濕shi度du梯ti度du首shou先xian引yin發fa表biao麵mian裂lie縫feng
，隨sui後hou引yin發fa內nei部bu微wei裂lie縫feng

，若ruo砼tong變bian形xing受shou到dao約yue束shu
，則ze進jin一yi步bu產chan生sheng收shou縮suo裂lie縫feng。這zhe是shi高gao標biao號hao砼tong容rong易yi開kai裂lie的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi。

　　5．減水劑的影響

　　人們發現，自八十年代中期推廣商品（泵送）砼tong以yi來lai，結jie構gou裂lie縫feng普pu遍bian增zeng多duo，這zhe是shi為wei什shen麼me呢ne

？除chu了le與yu砼tong的de水shui泥ni用yong量liang和he砂sha率lv提ti高gao有you關guan外wai，人ren們men忽hu視shi了le減jian水shui劑ji引yin起qi的de負fu麵mian影ying響xiang。例li如ru過guo去qu幹gan硬ying性xing及ji預yu製zhi砼tong的de收shou縮suo變bian形xing約yue為wei4～6×10-4
，而現在泵送砼收縮變形約為6～8×10－4，使得砼裂縫控製的技術難度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情況下，摻入減水劑的坍落度可增加100～150mm
，但是它與基準砼的收縮值相比
，卻增加120～130%。所以，在《砼減水劑》規範GB138076-97中規定摻減水劑的砼與基準砼的收縮比≤135%。研究表明
，摻入不同類型的減水劑砼的收縮比是不相同的，一般是：木鈣減水劑>萘磺酸鹽減水劑>三聚氰胺減水劑>氨基磺酸減水劑>聚丙烯酸減水劑。這說明商品砼澆築的結構開裂機率大與減水劑帶來負麵影響有關。

　　以(yi)上(shang)是(shi)從(cong)水(shui)泥(ni)砼(tong)物(wu)理(li)化(hua)學(xue)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)其(qi)各(ge)種(zhong)收(shou)縮(suo)現(xian)象(xiang)
，早(zao)期(qi)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)會(hui)導(dao)致(zhi)結(jie)構(gou)出(chu)現(xian)表(biao)麵(mian)裂(lie)縫(feng)，砼(tong)進(jin)入(ru)硬(ying)化(hua)階(jie)段(duan)後(hou)
，砼(tong)水(shui)化(hua)熱(re)使(shi)結(jie)構(gou)產(chan)生(sheng)溫(wen)差(cha)收(shou)縮(suo)和(he)幹(gan)燥(zao)收(shou)縮(suo)（包括自幹收縮），這zhe是shi誘you發fa裂lie縫feng的de主zhu要yao原yuan因yin。近jin十shi年nian大da量liang使shi用yong商shang品pin砼tong開kai裂lie增zeng加jia
，除chu與yu單dan方fang砼tong水shui泥ni和he摻chan合he料liao用yong量liang增zeng加jia外wai
，減jian水shui劑ji增zeng加jia砼tong收shou縮suo值zhi變bian形xing的de負fu麵mian影ying響xiang也ye是shi一yi個ge重zhong要yao因yin素su。

　　6．砼後期膨脹出現裂縫，主要是：

　　（1）水泥中遊離CaO過高，Ca（OH）2體積膨脹所致
；

　　（2）水泥中MgO過高，Mg（OH）2體積膨脹所致；

　　（3）水泥和外加劑堿含量過高
，與集料中活性矽等發生堿-集料反應所致；

　　（4）有害離子Cl-、SO4=
、Mg++等侵入砼內部，導致鋼筋鏽蝕或形成二次鈣礬石膨脹破壞所致。

　　7．結(jie)構(gou)物(wu)在(zai)任(ren)意(yi)內(nei)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)，除(chu)瞬(shun)間(jian)彈(dan)性(xing)變(bian)形(xing)外(wai)，其(qi)變(bian)形(xing)值(zhi)隨(sui)時(shi)間(jian)的(de)延(yan)長(chang)而(er)增(zeng)加(jia)的(de)現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)徐(xu)變(bian)變(bian)形(xing)。砼(tong)拉(la)徐(xu)變(bian)時(shi)對(dui)抗(kang)裂(lie)有(you)利(li)，一(yi)般(ban)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)鋼(gang)筋(jin)砼(tong)極(ji)限(xian)拉(la)伸(shen)值(zhi)50％zuoyou。ertongyaxubianhenxiao
，yibanbashousuobianxingyuxubianbianxingdejisuanyibingjiayikaolv。tongshousuojingyangongshihenduo，danshi，shijigongchengsuochutiaojianbianhuajiaoduo。yibancaiyongruxiarenyishijiantongshousuojisuangongshi。

　　εy（t）=3.2410-4（1-e-0.01t）M1.M2……Mn

　　式中M1.M2……Mn－為水泥品種、骨料
，水灰比、溫度
、養護和不同配筋率等修正係數。

　　其中不同配筋率有不同的修正係數。也即限製收縮與自由收縮之比，隨配筋率提高而減小。

　　（二）設計問題

　　鋼筋砼結構是由砼和鋼筋共同承擔極限狀態的承載力

，結構設計師根據地基情況，靜、動荷載、環境因素、結構耐久性等控製荷載裂縫。這裏不作討論。從國內外有關規範可知，對結構變形作用引起的裂縫問題，客觀上存在兩類學派：

　　第一類，設計規範規定很靈活，沒有驗算裂縫的明確規定，設計方法留給設計人員自由處理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的實際處理手法。

　　第(di)二(er)類(lei)

，設(she)計(ji)規(gui)範(fan)有(you)明(ming)確(que)規(gui)定(ding)，對(dui)於(yu)荷(he)載(zai)裂(lie)縫(feng)有(you)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)並(bing)有(you)嚴(yan)格(ge)的(de)允(yun)許(xu)寬(kuan)度(du)限(xian)製(zhi)。對(dui)於(yu)變(bian)形(xing)裂(lie)縫(feng)沒(mei)有(you)計(ji)算(suan)規(gui)定(ding)，隻(zhi)按(an)規(gui)範(fan)留(liu)伸(shen)縮(suo)縫(feng)，即(ji)留(liu)縫(feng)就(jiu)不(bu)裂(lie)的(de)設(she)計(ji)原(yuan)則(ze)。

　　大(da)量(liang)工(gong)程(cheng)實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，留(liu)縫(feng)與(yu)否(fou)，並(bing)不(bu)是(shi)決(jue)定(ding)結(jie)構(gou)變(bian)形(xing)開(kai)裂(lie)與(yu)否(fou)的(de)唯(wei)一(yi)條(tiao)件(jian)，留(liu)縫(feng)不(bu)一(yi)定(ding)不(bu)裂(lie)
，不(bu)留(liu)縫(feng)不(bu)一(yi)定(ding)裂(lie)，是(shi)否(fou)開(kai)裂(lie)與(yu)許(xu)多(duo)因(yin)素(su)有(you)關(guan)。我(wo)們(men)認(ren)為(wei)，控(kong)製(zhi)裂(lie)縫(feng)應(ying)該(gai)防(fang)患(huan)於(yu)未(wei)然(ran)，首(shou)先(xian)盡(jin)量(liang)預(yu)防(fang)有(you)害(hai)裂(lie)縫(feng)，重(zhong)點(dian)在(zai)防(fang)。我(wo)國(guo)結(jie)構(gou)工(gong)程(cheng)向(xiang)長(chang)大(da)化(hua)、複雜化發展，砼設計強度等級向C40～C60發展，設計師多注重結構安全，而對變形裂縫控製考慮不周，這也是結構裂縫發生增多的原因之一。

　　（三）施工管理問題

　　tongpeihebishejishifoukexueheli

，shuiniyuwaijiajishifouxiangshiying，shashijipeijiqihanniliangshifoufuheguifanyaoqiu，tongtanluodukongzhishifouheli，zhexiedouyingxiangdaotongdezhiliangjiqishousuobianxing。

　　砼澆築震搗不均勻密實
，施工縫和細部處理馬虎
，會帶來結構開裂的後患
；過震則使浮漿過厚
，抹壓又不及時，則砼表麵出現塑性裂縫，十分難看。

　　邊牆拆摸板過早（1～3d），砼水化熱正處於高峰，內外溫差最大；砼易“感冒”開裂。

　　tongyanghushifenzhongyao，danxuduoshigongdanweihushizheyihuanjie，youqishiqiangtihezhuliangdebaowenbaoshiyanghubudaowei，rongyichanshengshousuoliefeng。mouxielutiangouzhuwujinguandangdishiduhenda，danyouyuchuifengyingxiang，jiasuletongshuifenzhengfasudu
，yijizengjiagansuosudu，rongyiyinqizaoqibiaomianliefeng，fengsuduishuifenzhengfasududeyingxiangjianbiao2.這也許是夏季比秋冬季，南方比北方出現結構裂縫較多的原因。

　　從已建工程調查中發現
，底板養護較好，出現裂縫概率較低，而底板上外牆裂縫概率很高約占80％
，這與保溫保濕養護不足有很大關係。

　　除上述技術因素外
，施工管理不嚴，趕進度

，偷工減料，工人素質差，施工馬虎等也是造成結構裂縫的人為因素。

　　（四）對維護缺乏認識

　　我們發現不少結構是在澆築完3～6個月，甚至在1～2年內出現裂縫。除荷載問題外，主要是環境溫度和風速引起的收縮變形所致。有些地下室不及時複土；上部結構不及時做好封閉
；出入口長期敞開，屋麵防水層破壞不及時修補等。這些與施工和業主對結構維護缺乏認識有關。鋼筋砼結構與其他物件一樣都存在“熱脹冷縮”的特征
，尤其超長結構更為明顯
，所以，應重視已澆結構的保溫保濕維護工作。

　　三
、有害裂縫與無害裂縫

　　裂縫按其形狀分為表麵的、貫穿的
、縱向的和橫向的等等。裂縫形狀與結構受力狀態有直接關係。裂縫分為愈合、閉合、運動、穩定的及不穩定的等。例如寬度0.1～0.2mm裂縫，開始有些滲漏
，水通過裂縫同水泥結合，形成氫氧化鈣和C-S-H凝(ning)膠(jiao)
，經(jing)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)裂(lie)縫(feng)自(zi)愈(yu)不(bu)滲(shen)了(le)。有(you)的(de)裂(lie)縫(feng)在(zai)壓(ya)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)閉(bi)合(he)了(le)。有(you)的(de)裂(lie)縫(feng)在(zai)周(zhou)期(qi)性(xing)溫(wen)差(cha)和(he)周(zhou)期(qi)性(xing)反(fan)複(fu)荷(he)載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)擴(kuo)展(zhan)和(he)閉(bi)合(he)，稱(cheng)為(wei)裂(lie)縫(feng)的(de)運(yun)動(dong)，但(dan)這(zhe)是(shi)穩(wen)定(ding)的(de)運(yun)動(dong)。有(you)些(xie)裂(lie)縫(feng)產(chan)生(sheng)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)擴(kuo)展(zhan)，視(shi)其(qi)擴(kuo)展(zhan)部(bu)位(wei)，應(ying)考(kao)慮(lv)加(jia)固(gu)措(cuo)施(shi)。

　　根據國內外設計規範及有關試驗資料，砼最大裂縫寬度的控製標準大致如下：

　　無侵蝕介質無防滲要求

，0.3～0.4mm。

　　輕微侵蝕，無防滲要求，0.2～0.3mm。

　　嚴重侵蝕，有防滲要求，0.1～0.2mm。

　　判斷裂縫有害還是無害
，首先視它是否有害結構安全和耐久性
，其次是否影響使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程
，小於0.1～0.2mm裂縫視為無害裂縫，作簡單表麵封閉即可，再作柔性防水層就更保險了。樓麵裂縫0.3～0.4mm，對結構是安全，視為無害裂縫，可不作處理。對於受力的梁、柱

，涉及結構安全
，裂縫要妥當處理。

　　既然變形裂縫一般不影響承載力，但它防水問題就值得研究了
，根據工程調查，由裂縫引起的各種不利後果中，滲漏水占60％。水分子的直徑約0.310-6mm，可穿過任何肉眼可見的裂縫

，從理論上講防水結構物是不允許裂縫的，但實際情況不是這樣，工程實踐表明，裂縫寬0.2mm，開始漏水量5L/h，一年後隻有10mL/h
，這說明裂縫逐漸自愈。當然，對有滲水裂縫要及時處理
，這並不是難題。

　　gongchengshijianbiaoming

，jiegouliefengdefashengdeyuanyinhenfuza，yeshibukebimiande。ruduijianzhuwukanglieyaoqiuguoyan

，bijiangfuchujudadejingjidaijia。kexuedeyaoqiuyingshijiangqiyouhaichengdukongzhizaiyunxufanweinei。zhexieguanyuliefengdeyuce、預防和處理工作
，統稱之為“建築物的裂縫控製”。我國科技界和工程界正在不斷探索
，有許多成功經驗值得借鑒。