時間：2013年08月14日 分類：推薦論文 次數：
摘要：混凝土結構的裂縫經�？梢�,裂縫的存在影響了結構的美觀和正常使用;削弱了結構的剛度和整體性,導致工程事故的發生。本文針對混凝土裂縫的主要成因及針對其成因采取的相應的裂縫檢測技術進行分析探討。
關鍵詞：建筑工程師評職論文,混凝土結構,裂縫成因,分析,檢測技術
混凝土是一種人造石材，應具有類似天然石材的耐久性，但試驗和應用證明：混凝土結構在使用過程中，受土壤中、水中及空氣中有害介質的侵蝕，或混凝土材料本身有害成分的物理、化學作用，會產生劣化;宏觀上會出現開裂、剝落、膨脹、松軟及強度下降等，嚴重影響了混凝土結構的使用壽命，甚至會發生結構破壞、倒塌，造成人員傷亡和經濟損失，因此分析混凝土開裂的原因尤為重要。
一、 混凝土產生裂縫的原因和裂縫的分類
1、 混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發病。病情絕大多數發生于施工階段，其原因復雜多變，為了分析其成因，試作如下大致分類：從裂縫外觀可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。
(1)微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可見的即宏觀裂縫多得多。
這種砼本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設計規定的條件下，一般視為無害。用實體顯微鏡觀察、X射線或超聲波探測儀等物理檢驗手段都可鑒定出這種裂縫。另外一種最直接的方法就是用滲水觀察，一定壓力的水可以從砼內部的裂縫中滲透出來。
(2)宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。
宏觀裂縫可分為以下幾種：
�、偈湛s裂縫：在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產生的裂縫。多為規則的條狀，很少交叉。常發生在結構變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構件，特別是預應力構件極少產生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴重后果。
�、诔d裂縫：砼構件超荷載使用時，造成變形、失穩或因疲勞等原因產生裂縫。一般均發生在構件受彎矩最大的部位，成條狀，但分布不象收縮裂縫那樣均勻，擴展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向發展。產生超載裂縫的原因，往往是施工階段在構件上不適當地施加施工荷載或者是上部建筑過早施工。另外，溫度應力影響也是原因之一。
�、鄢两盗芽p：因地基差異沉降或構件接合不良、剪應力超過設計強度而產生的一種砼裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成30°~40°角方向發展，寬度因荷載大小而異，與成降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且極難處理。因此必須在設計上采取有效措施，施工、使用中也要加強觀測、監視。
�、荦斄蚜芽p：施工階段因配料、攪拌、澆筑、養護等各環節的操作不當均能產生，其中以養護環節為關鍵。裂縫成龜殼狀或散射狀，無規律，長度、寬度也不一致。
⑤疏松裂縫：砼澆筑時因下料不均，致使砼材料離析，或因漏振、過振而產生的疏松狀態裂縫。如果它延續到砼表面，當然容易發現，如果只產生在砼內部，則不能直接表現出來。這種疏松帶長度不等，視下料或振搗情況而異。
2、 混凝土裂縫產生的原因
裂縫產生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。
(1)設計原因
�、僭O計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。
②設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。
③設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。
�、茉O計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。
⑤設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。
(2)材料原因
�、俅旨毤虾嗔窟^大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。
�、诠橇狭皆郊�、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。
�、刍炷镣饧觿�、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。
�、芩嗥贩N原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。
�、菟嗟燃壖盎炷翉姸鹊燃壴颍核嗟燃壴礁摺⒓毝仍郊�、早強越高對混凝土開裂影響很大�；炷猎O計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。
(3)混凝土配合比設計原因
�、僭O計中水泥等級或品種選用不當。
�、谂浜媳戎兴冶�(水膠比)過大。
③單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。
�、芘浜媳仍O計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。
�、菖浜媳仍O計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。
(4)施工及現場養護原因
�、佻F場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。
�、诟呖諠沧⒒炷�，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。
③對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。
④大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫。
⑤現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。
(5)使用原因(外界因素)
�、贅嬛锘A不均勻沉降，產生沉降裂縫。
�、谑褂煤奢d超負。
�、垡靶U裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。
�、苤車h境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕，引起裂縫。
⑤意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。
二、 混凝土裂縫帶來的危害
1、 空氣中二氧化碳的融入會與混凝土反應生成碳酸鈣忽然碳酸氫鈣，加快混凝土碳化速度，降低甚至完全破壞混凝土強度，混凝土的裂縫還會削弱混凝土對鋼筋的保護作用，剝落的混凝土會使鋼筋長期暴露在潮濕的環境下，破壞掉鋼筋的外層保護膜，使鋼筋產生銹蝕。
2、 混凝土裂縫是混凝土結構的嚴重病害.貫穿裂縫和深層裂縫會破壞混凝土結構的整體性，從而改變混凝土的受力條件，有使局部甚至整體結構發生破壞的可能.嚴重影響建筑物的質量和運行安全�；炷帘砻娴脑缙诹芽p在以后氣溫驟降形成的溫度應力和外力作用下，表面裂縫極有可能發展成為具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。因此嚴格控制混凝土表面早期裂縫的產生就顯得尤為重要。
三、 混凝土裂縫檢測技術分析
由于裂縫的成因、狀態、發展以及在結構中的位置等的不同?對結構的危害性也有很大的區別。嚴重的裂縫可能危害結構的整體性和穩定性,對結構的安全運行產生很大影響。下面具體介紹幾種常用的混凝土裂縫檢測技術：
1、 表面波法
(1)表面波法基本原理
瑞利波是由于P波和S波在媒體邊界面上相互作用而形成,其傳播速度比S波稍慢,并主要集中的媒體表面和淺層部分，其特性非常適合于探測裂縫的深度。
①瑞利波在媒體表面受沖擊所產生的彈性波中，能量最大，信號采集容易。
②依存于材料的剪切力學特性，從而對裂縫更為敏感。
�、廴鹄ù蟛糠帜芰恐饕性趶谋砻骈_始的1倍波長的范圍內。
(2)表面波法的特點
表面波法測試裂縫的范圍很大，可達幾米，受充填物、水分的影響較小。特別是對貫穿裂縫精度非常高。但該方法屬于半理論半經驗的方法，理論不是特別嚴密。 對于壩面等近似于半無限平面體，非常適合表面波法測試。但不適合狹窄結構，因為表面波受邊界條件、側壁、邊角等的影響較大。 利用雙方向發振回歸技術降低了測試誤差，提高了測試精度。 選擇測區希望避免剝離的地方，可提高其測試精度。因為有剝離的場合，會引起板波和振動，導入測試誤差大。
2、 IES掃描儀式沖擊回波法
(1)IES掃描儀式沖擊回波法基本原理
IES方法是在IE的基礎上，將固定的單個傳感器變為滾動傳感器，從而極大地加快了測試速度。如圖11所示，IE方法只有一個接收傳感器，每測試一點螺線管沖擊一次。而IES方法采用掃描式滾動傳感器，并采用螺線管沖擊器進行連續沖擊，極大地提高了檢測效率。
(2)IES掃描儀的特點
IES方法基于基本的沖擊回波原理，采用獨創的滾動傳感器和自動沖擊器，可以以幾乎連續的速度掃描測試混凝土結構和道路的厚度和內部缺陷。測試時以慢速步行速率進行，每條測試線上每隔5.5cm進行一次測試，多條測試線完成后就可以直接獲得混凝土厚度以及內部缺陷(孔洞、蜂窩、裂縫、剝離等)位置的2D和3D圖像。需要對混凝土內部狀況進行成像時，該系統一個小時可進行數千次測試。例如可用于大面積檢測板、隧道的厚度、評估橋梁預應力管(PT)中的灌漿是否密實
3、 超聲脈沖平測法
(1) 超聲波脈沖平測法原理
當換能器分置于裂縫兩側時，由其一側發射的超聲波一部分沿表面傳播，由于裂縫的反射，不能直接到達接收換能器另一側。但另外一部分超聲波在混凝土中由一側經另一點，繞過裂縫到達另一側。這時，測到的傳播時間t應大于經表面傳播的時間。
(2) 超聲波脈平測法特點
超聲波脈沖平測法的衰減較大，混凝土中存在廣泛的界面，聲能散射損失明顯，散射功率的大小與頻率的平方成正比。采用超聲平測法修正聲速取代對測法聲速后，可按常規公式推定混凝土強度;平測法相對于對穿法具有較強的可操作性;在混凝土缺陷探測時，可利用部分平測數據參與評定。
四、 結束語
加強混凝土裂縫檢測技術與質量管理對于國家基礎設施建設成功與否具有重要意義。運用全面的質量管理知識，對混凝土裂縫的質量影響因素進行認真細致的分析，使工程質量做到事前預防，事中嚴格規定，提高裂縫質量控制水平。
參考文獻：
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