【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫：檢測(cè) 

　　1混凝土裂縫的成因 

　　混凝土開(kāi)裂是其受力狀態(tài)的一種反映。裂縫是方便侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)致鋼筋銹蝕的捷徑，是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，因此，裂縫是結(jié)構(gòu)鑒定中的重要控制指標(biāo)之一。對(duì)于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般允許帶裂縫工作，但裂縫的寬度按構(gòu)件種類(lèi)和所處空氣環(huán)境的不同，有0.2～0.4mm的最大寬度限制規(guī)定。對(duì)于多數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于施加預(yù)應(yīng)力本身有控制變形和防止開(kāi)裂的目的，也因?yàn)楦邞?yīng)力狀態(tài)下預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線對(duì)腐蝕破壞的敏感性，使得預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正常使用狀態(tài)下一般不允許開(kāi)裂。 

　　裂縫產(chǎn)生的形式和種類(lèi)很多，要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。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(chǎn)生的最有效的途徑。 

　　1.1設(shè)計(jì)原因 

　　1.1.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。 

　　1.1.2 設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫（偏心、應(yīng)力過(guò)大等）。 

　　1.1.3 設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫（如墻板、樓板）。 

　　1.1.4 計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。 

　　1.1.5 設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。 

　　1.2材料原因 

　　1.2.1 粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。 

　　1.2.2 骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。 

　　1.2.4 水泥品種原因，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。 

　　1.2.5 水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂影響很大�；炷�土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。 

　　1.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)原因 

　　1.3.1 設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。 

　　1.3.2 配合比中水灰比（水膠比）過(guò)大。 

　　1.3.3 單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。 

　　1.3.4 配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。 

　　1.3.5 配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。 

　　1.4 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因 

　　1.4.1 現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。 

　　1.4.2 高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。 

　　1.4.3 對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。 

　　1.4.4 大體積混凝土澆注，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。 

　　1.4.5 現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。 

　　1.4.6 現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過(guò)早。 

　　1.4.7 現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。 

　　1.5 使用原因（外界因素） 

　　1.5.1 構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。 

　　1.5.2 使用荷載超負(fù)。 

　　1.5.3 蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。 

　　1.5.4 周?chē)�環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。 

　　1.5.5 意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。 

　　結(jié)構(gòu)鑒定中對(duì)開(kāi)裂的調(diào)查，應(yīng)包括裂縫的寬度、深度、長(zhǎng)度、走向、形狀、分布特征及是否穩(wěn)定等內(nèi)容，當(dāng)要精確測(cè)定細(xì)微裂縫的寬度和深度時(shí)，尚需借助專門(mén)的檢測(cè)儀器。 

　　2 混凝土裂縫檢測(cè) 

　　2.1 裂縫寬度檢測(cè) 

　　測(cè)量裂縫寬度常用裂縫標(biāo)尺（比對(duì)卡）或讀數(shù)顯微鏡。裂縫標(biāo)尺可以是一塊透明膠片，上面印有粗細(xì)不等、標(biāo)注著寬度值的平行線條；將其覆蓋于裂縫上，可比較出裂縫的寬度。這種方法簡(jiǎn)便快速，適用于各種環(huán)境條件。讀數(shù)顯微鏡是配有刻度和游標(biāo)的光學(xué)透鏡，從鏡中看到的是放大的裂縫，通過(guò)調(diào)節(jié)游標(biāo)可讀出裂縫寬度。 

　　讀數(shù)顯微鏡觀測(cè)裂縫寬度沿裂縫長(zhǎng)度其寬度不是均勻的，工程鑒定中關(guān)注的是特定位置的最大裂縫寬度，限制裂縫寬度的主要目的，是防止侵蝕性介質(zhì)滲入導(dǎo)致鋼筋銹蝕，因此，測(cè)量裂縫寬度的位置應(yīng)在受力主筋附近；如測(cè)量梁的彎曲裂縫，應(yīng)在受拉主筋高度處。裂縫寬度可能隨氣溫、濕度、季節(jié)及使用荷載的變化而變化。進(jìn)行裂縫寬度的長(zhǎng)期觀測(cè)，應(yīng)考慮上述因素可能產(chǎn)生的影響，而每天觀測(cè)的時(shí)間應(yīng)盡可能一致。 

　　2.2 裂縫深度檢測(cè) 

　　裂縫深度檢測(cè)可采用鑿開(kāi)法或鉆孔取芯法直接觀測(cè)，當(dāng)裂縫較深時(shí)宜用超聲波法。采用鑿開(kāi)法檢查前，先向縫中注入有色墨水，則易于辨認(rèn)細(xì)微裂縫。超聲波檢測(cè)裂縫深度有三種方法，即平測(cè)法、斜測(cè)法和鉆孔測(cè)試法。 

　　平測(cè)法又稱單面平測(cè)法適用于結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個(gè)可測(cè)表面的情況，如地下室外墻板、路面或大體積結(jié)構(gòu)等，且估計(jì)裂縫深度不大于500mm。檢測(cè)時(shí)先將發(fā)、收探頭對(duì)稱置于裂縫的兩側(cè)。 

　　先在混凝土的無(wú)縫處測(cè)定該混凝土平測(cè)時(shí)的聲波速度。將 T、R 換能器分別置于裂縫附近有代表性的、質(zhì)量均勻的混凝土， 取 100、150、200mm、……分別讀取聲時(shí)值，同時(shí)觀察首波相位的變化，以距離為橫坐標(biāo)，時(shí)間為縱坐標(biāo)，將數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上(如圖2-10)。如被測(cè)處的混凝土質(zhì)量均勻、無(wú)缺陷，則各點(diǎn)應(yīng)大致在一條直線上。按圖形計(jì)算出這條直線的斜率，即為超聲波在該處混凝土中的傳播速度。 

　　將發(fā)、收換能器置于混凝土表面裂縫的兩側(cè)，并以裂縫為軸線相對(duì)稱，即換能器中心的連續(xù)垂直于裂縫的走向。取100mm、150、200mm、……等，改變換能器之間的距離。在不同距離測(cè)讀超聲波傳播時(shí)間 、并計(jì)算出超聲波傳播的實(shí)際距離 。 

　　斜測(cè)法適用于結(jié)構(gòu)的裂縫部位具有兩個(gè)相互平行的可測(cè)表面的情況，如梁、柱構(gòu)件。檢測(cè)時(shí)將發(fā)、收探頭分別置于結(jié)構(gòu)的兩個(gè)表面，且兩個(gè)探頭的軸線不重合，采取多點(diǎn)檢測(cè)的方法，保持發(fā)、收探頭的連線等長(zhǎng)度，記錄各測(cè)點(diǎn)接收波形的幅值或頻率。 

　　若探頭的連線通過(guò)裂縫，超聲波在裂縫界面上產(chǎn)生較大的衰減，幅值和頻率比不通過(guò)裂縫時(shí)有明顯的降低，據(jù)此可判定裂縫的深度及是否貫通。 

　　鉆孔測(cè)試法適用于大體積混凝土中裂縫較深，或超聲波功率較小接收到的信號(hào)微弱的情況。在裂縫兩側(cè)鉆孔（如圖2-13），孔徑比探頭直徑大5～10mm，孔距宜為2000mm。測(cè)試前向孔中注滿清水作為耦合劑，然后將接收和發(fā)射探頭分別置于裂縫兩側(cè)的孔中，以相同高程等間距自上而下同步移動(dòng)，逐點(diǎn)讀取波幅和深度。繪制深度-波幅曲線（如圖2-14），當(dāng)波幅達(dá)到最大并基本穩(wěn)定時(shí)的對(duì)應(yīng)深度，便是裂縫深度。 

　　2.3 表面損傷層檢測(cè) 

　　混凝土表面損傷的主要原因有火災(zāi)、凍害及化學(xué)腐蝕。這些傷害都是由表及里地進(jìn)行，損傷程度外重內(nèi)輕，損傷層混凝土的強(qiáng)度顯著降低，甚至完全喪失。損傷深度是結(jié)構(gòu)鑒定加固的重要依據(jù)。 

　　混凝土損傷層簡(jiǎn)易的檢測(cè)方法是鑿開(kāi)或鉆芯觀察，從顏色和強(qiáng)度的區(qū)別可判別損傷層的深度，如火傷混凝土呈粉紅色。恒壓鉆進(jìn)法也常有效，在恒壓下等速?zèng)_擊鉆鉆入混凝土，根據(jù)鉆進(jìn)速度或鉆入阻力確定混凝土的內(nèi)在質(zhì)量。另外還有超聲波法。超聲波在損傷混凝土中的波速小于在未損傷混凝土中。檢測(cè)時(shí)，將兩個(gè)探頭置于損傷層表面，一個(gè)保持位置不動(dòng)，另一個(gè)逐點(diǎn)移位（如圖2-17），每次移動(dòng)距離不宜大于100mm，讀取不同傳播路徑的聲速值，繪制出“時(shí)-距”直角坐標(biāo)圖，“時(shí)-距”圖為折線，其斜率分別為損傷層和未損傷層中的波速。折點(diǎn)的物理意義在于，完全沿?fù)p傷層的傳播時(shí)間與穿透損傷層并沿未損傷混凝土傳播的時(shí)間相等，由不同傳播路徑而聲時(shí)相等的條件，可建立方程，解得損傷深度。