引 言

混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結(jié)材料漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。硬結(jié)的混凝土是一種多元、多相、非勻質(zhì)的水泥基復(fù)合材料，具有較高的彈性模量，較低的抗拉強(qiáng)度，在受約束條件下只要發(fā)生少許收縮，產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫?；炷猎跐沧⒊尚秃?，骨料對漿體產(chǎn)生約束，使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫，在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。

混凝土開裂的原因很多，下面僅就材料這方面予以研究。

由于混凝土本身材性所導(dǎo)致的裂縫主要有以下幾類。

1、塑性收縮裂縫

混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1％，坍落度大的混凝土則可達(dá)2％。當(dāng)施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下，表面失水干縮受下面混凝土的約束，表面會出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合，但是如果不及時處理，可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。

2、水化收縮及自生干縮裂縫

   水泥在水化反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為1％～2％。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮，初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少，濕度降低，在外部養(yǎng)護(hù)水供應(yīng)不充分的情況下，內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，引起混凝土自干燥收縮。由于一般混凝土的水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮。但是對于高強(qiáng)商品砼水膠比可能小于0.35，自干燥收縮則不可忽略。

3、溫差脹縮裂縫

   混凝土澆注后，水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右，加入混凝土的入模溫度，在2～3d內(nèi)，內(nèi)部溫度可達(dá)50～80℃，而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10－6/℃。試驗(yàn)表面，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土，溫差脹縮裂縫的影響非常大。

4、干燥收縮裂縫

   混凝土在硬化以后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)失水，導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細(xì)微，隨著時間推移，混凝土大蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大，裂縫逐漸明顯，一般混凝土90d干縮率為0.04～0.06％，這是混凝土結(jié)構(gòu)比較普遍地發(fā)生裂縫的主要原因。

5、堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫

   堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累計，才會使反應(yīng)產(chǎn)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹，導(dǎo)致混凝開裂，并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損壞。

   從上面的分析可以看出很多因素都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫，針對上述幾種原因，預(yù)防裂縫的主要措施除了施工措施外，可以從下面幾個方面作些努力。

（1）       凝土除選擇發(fā)熱量低、含堿量低的水泥外，在工作性允許的情況下，在合

理的水灰比條件下，減少摻水量，增加粗骨料用量。在合理的水灰比條件下，可以保證充分水化，減少塑性收縮，。減少用水量，這樣導(dǎo)致收縮開裂的漿體也就少了，而且水膠比低的漿體的收縮量較小，有利于防止混凝土裂縫。

（2）為了控制混凝土初凝前的塑性收縮裂縫，要將強(qiáng)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，控制表面的水分蒸發(fā)速度。

前面論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的材性原因及其預(yù)防措施，但是當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)生存在，影響耐久性了，那就要采用修復(fù)補(bǔ)救措施來保持結(jié)構(gòu)的正常使用功能。修補(bǔ)處理一般采用表面處理、壓力灌漿、填充法等處理方法，具體的操作方法，這里不一一提及了，這里關(guān)注修補(bǔ)材料自生的有關(guān)性能。

混凝土修補(bǔ)為了達(dá)到耐久性目的，必須考慮影響設(shè)計和選擇修補(bǔ)措施的諸多因素。選擇修補(bǔ)材料是許多相關(guān)的措施之一，無論修補(bǔ)工作如何細(xì)心，修補(bǔ)材料的不恰當(dāng)使用都可能導(dǎo)致修補(bǔ)工作過早失效。

與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)物相比，修補(bǔ)材料的約束收縮，即通過先澆混凝土基面上的膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力是大大增加大多數(shù)修補(bǔ)工作復(fù)雜性的主要因素。當(dāng)相對薄的修補(bǔ)段由于修補(bǔ)材料干縮、自身體積變形和溫度變化時，修補(bǔ)材料也產(chǎn)生了收縮拉應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時，裂縫發(fā)生了。在大面積較厚的修補(bǔ)中，通過在修補(bǔ)的界面或收縮縫上涂抹防粘劑可使約束作用減到最小。