混凝土裂缝与裂缝测试仪的应用

□ 王 琦 张宏冰 张 晶

在混凝土结构检测中，裂缝是一项重要的检测内容。特别是在水利工程中，裂缝的状况和分布等对结构的安全起到了至关重要的作用，甚至直接影响到水工建筑物是否能够安全使用。选择一款先进的测试仪器，不仅能快速而准确地进行混凝土裂缝测试，还能够提高工作效率，为工程正常运行提供保证。

一、钢筋混凝土工程裂缝成因及主要表现

（一）材料选配不当与级配不良

常见因素为水泥过期或水泥安定性不良及水泥品种选用不当；混凝土配比不良，砂质过细，含泥量过高，骨料含有过量有害物质；碱骨料反映水泥水化热过高，钢筋力学性能不良等。

（二）施工不当

常见混凝土搅拌时间过短，振捣不良，浇筑速度过快，塑性混凝土下沉，施工缝留置与搭接处理不当，初期养护不当，早期受冻，钢筋骨架构造不当（箍筋间距，主筋配置与搭接、焊接锚固，预埋件乱堆乱放等问题），乱踩已扎配筋致使保护层减小，模板刚度不足，支架稳定性不够导致下沉或失稳等情况。

（三）构件受力变形使内应力超越材料强度

构件受力因素：拉伸（中、偏拉力）、压缩，来自中、偏压和局部压；弯曲来自少筋、适筋、超筋；剪切是由于少箍、适箍、冲切、扭转等状态。常见的变形有不均匀沉降、收缩和温度变形受到约束等状态所致。

（四）气候与环境因素

由于气候干燥或早期受冻而导致裂缝。此外，混凝土受腐蚀、地震、火灾袭击或构件表面受灼热、化学有害物质侵蚀等也会出现裂缝。

裂缝可分为：微裂缝（其宽度小于0.05mm）和宏观裂缝。宏观裂缝又可分为温度裂缝、荷载裂缝、地基变形裂缝。一般微裂缝不影响使用，我们所说的裂缝通常指宏观裂缝。

二、传统混凝土监测方法

（一）利用塞尺或裂缝宽度对比卡。简单，但只能用于粗测，测试精度低。

（二）利用裂缝显微镜。用具有一定放大倍数的显微镜直接观测裂缝宽度，读数精确到0.02～0.05mm，需要人工近距离调节焦距来读数和记录，有些还需另配光源。测试速度慢，测试工作的劳动强度大，而且有较大的人为读数误差。裂缝显微镜方法是目前裂缝测试的主要方法。

三、新型混凝土裂缝测试仪特点

该类仪器的最大特点是对裂缝宽度的自动判读，即通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示到显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序，自动判读出裂缝宽度，这类测量仪器具备了摄取裂缝图像并自动判读以及显示、记录和存储功能，测试实时快速准确，代表了裂缝宽度测量仪器的发展方向。

四、混凝土裂缝测试的实际应用

十里河水库位于鹤岗市北部距市郊25公里左右，属于低山丘陵地带，两岸丘陵高程在200～250m，河谷高程在172m。该水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼、旅游综合利用的小(Ⅰ)型水库。本水库除险加固工程由土坝、溢洪道、输水洞组成。

在施工中，技术人员使用裂缝宽度测试仪进行测试。应用该仪器可以对水库混凝土结构表面裂缝的宽度进行实时自动检测和裂缝开裂过程的实时观测，数字直接显示裂缝的宽度值，无需人工判读。仪器探头自带照明装置，可全天候工作，不受白天、黑夜光线变化的影响。测试精度达到0.01mm，最大裂缝宽度可达到8mm。

通过实际测试我们发现，宽度测试，要尽可能选取裂缝上具有代表性的点位进行测试，要认真清理测试表面，减少仪器的误判。