混凝土结构裂缝形成原因分析及修复对策

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发布时间：2021-09-18

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混凝土结构裂缝形成原因分析及修复对策
刘庆超，刘凤，刘庆宾
(大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆1 6371 4)
[摘要]阐述了混凝土结构产生裂缝的原因及裂缝的修复技术和对策，讨论了该领域今后的发展方向。
【关键词]混凝土结构；裂缝；腐蚀；修复；对策
混凝土在石油化工装置内应用较为普遍。混
凝土结构材料制造过程中及服役期间，在周围环
境和冻融破坏的影响下，极易在材料内部产生微
裂纹，导致局部裂缝和损伤。混凝土的裂缝是不
可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定
的。但是，若不及时修复，不仅会影响材料的正
常使用，而且可能由此诱发宏观裂缝，出现渗漏
和断裂。
形成混凝土裂缝的原因很多。大量调查研究
表明，混凝土裂缝产生的主要原因有：
(1)由冻融循环引起的内部温度和湿度变
化：
(2)结构收缩、膨胀、不均匀沉陷变化；
(3)动、静荷载所产生的应力变化；
(4)结构所处环境的化冰盐变化、至碳化反
应导致钢筋锈蚀；
长期以来，混凝土结构产生的裂缝一直是国
内外学术界和工程界研究的一个重要课题。本文
概述了混凝土裂缝形成原因和国内外近年关于混
凝土裂缝修复的理论成果及其新技术的研究进展
情况，并在此基础上，探讨目前在该领域存在的
问题及研究方向。
1混凝土裂缝形成的原因
混凝土裂缝的形成是一个复杂问题，与混凝
土制造、安装过程中的质量和工作环境有着很大
关系。下面对几种可能造成混凝土形成裂缝的原
因加以分析。
1．1碳化反应导致混凝土内部钢筋锈蚀形成裂缝。
混凝土引起碳化反应的原因是空气或地下水中
的二氧化碳和酸雨与混凝土中的碱性材料发生化学
反应，使混凝土的pH值降低，一旦碳化深度到达钢
筋位置，pH值降低到8．5—9时，混凝土对钢筋的保护
作用就会降低甚至消失，钢筋开始锈蚀。图1说明
了混凝土pH值和钢筋锈蚀概率之问的关系。
pH值
不锈蚀
钝化媵失效
开始腐蚀
pH 值=12．6 氢
土
碳化反应
土
pH 值=8碳酸
图1 砼pH值与钢筋锈蚀概率之间的关系
由于混凝土中的钢筋锈蚀后体积增大，对周
围的混凝土产生张应力，最终导致混凝土开裂形
成裂缝和破碎。图2说明了这方面的问题。
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图2 砼碳化导致钢筋锈蚀形成裂缝
1．2冻融循环促使温度、湿度变化导致混凝土开裂
和破碎。
大庆地处北