0 引言

      混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状、耐火性好、不易风化、维护费用低等特点已经成为当今世界土木工程中应用最广泛的材料之一。但是大量的工程实践表明，混凝土结构在使用过程中不可避免地会出现各类裂缝，严重影响结构的承载能力、耐久性能及正常使用功能。裂缝一旦出现，唯一的办法就是及时调查分析找出其产生的原因，确定裂缝类型，并研究采用合适的材料及技术加以修补，以确保混凝土结构的长期耐久性能。

1 混凝土裂缝成因分析

1.1 荷载作用

      混凝土结构在承受外部荷载时其内部应力分布呈现明显的不均匀性，梁构件在弯矩作用下截面上部受压而下部受拉，由于混凝土抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右，受拉区混凝土在拉应力达到极限值时便出现垂直于构件轴线的横向裂缝，裂缝从受拉边缘向中和轴方向延伸，其宽度和间距与配筋率及保护层厚度密切相关，配筋率越高则裂缝分布越密但单条裂缝宽度越小，反之配筋率不足时裂缝数量少但宽度较大。桥梁结构在车辆反复碾压下承受动态荷载，车轮与桥面的冲击接触产生的动力放大系数可达静载的1.3~1.5倍，混凝土在循环应力作用下，内部微观缺陷不断累积扩展，原本处于稳定状态的微裂缝逐步贯通形成宏观可见的疲劳裂缝，其发展速度在荷载循环初期较慢而后期显著加快直至构件破坏。

1.2 变形约束

      大体积混凝土在浇筑完成后水泥水化反应剧烈释放大量热量，由于混凝土导热系数较低，内部热量难以迅速散发导致中心温度快速升高，而表面与外界环境接触散热较快，内外温差在浇筑后3~5d达到峰值，表面混凝土因冷却收缩受到内部高温区的约束而产生拉应力，当拉应力超过混凝土的早期抗拉强度时表面便出现不规则的温度裂缝，裂缝深度一般为构件厚度的1/5~1/3，若养护措施不当或环境温度骤降则裂缝可能贯穿整个截面。混凝土在硬化及使用过程中因内部自由水逐渐蒸发而发生干燥收缩，收缩量与混凝土配合比中的水胶比成正比，构件在收缩过程中受到支座或相邻构件的约束无法自由变形，约束应力随收缩量增大而逐渐积累，板类构件因长宽比大且厚度薄而成为干缩裂缝的多发部位，裂缝通常垂直于构件长边方向分布且呈贯穿性发展[1]。

1.3 材料劣化

      钢筋混凝土结构在含有氯离子的环境中服役时氯离子从构件表面向内部逐渐渗透扩散，当钢筋表面的氯离子浓度达到临界值后钢筋表面的钝化膜遭到破坏，钢筋在水和氧气的共同作用下发生电化学腐蚀生成铁的氧化物和氢氧化物，锈蚀产物的体积为原金属体积的2~6倍，体积膨胀对周围混凝土产生径向挤压力，当挤压力超过混凝土的抗拉强度时保护层沿钢筋走向出现纵向劈裂裂缝，裂缝的出现又加速了氯离子和水分的侵入形成恶性循环，锈蚀发展后期保护层大面积剥落露出锈迹斑斑的钢筋。混凝土骨料中若含有活性二氧化硅成分，在孔隙液的高碱环境中便会发......

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