淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施

莫振寶 趙燕燕

摘要：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)和使用過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種非常普遍的現(xiàn)象，這不僅對(duì)建筑物外觀產(chǎn)生較大影響，同時(shí)對(duì)使用功能和耐久性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)對(duì)建筑物的安全性構(gòu)成威脅，甚至完全喪失其使用功能。目前，裂縫問題引起了人們的廣泛關(guān)注。本文介紹了鋼筋混凝土常見裂縫及產(chǎn)生原因并提出了預(yù)防裂縫的具體措施。

關(guān)鍵詞：鋼筋凝土 裂縫 成因 預(yù)防措施；

1引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍用于工業(yè)和民用建筑中。在建筑工程施工過程中，混凝土是城市建設(shè)中廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料，但是伴隨這類材料的生產(chǎn)研究與應(yīng)用，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題一直受到人們關(guān)注。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且較普遍，尤其是樓板的裂縫，輕者影響建筑物美觀，造成滲漏水，重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和整體性，甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。這類裂縫是在現(xiàn)有施工技術(shù)條件下較難克服的質(zhì)量通病之一，特別是民用建筑工程結(jié)構(gòu)樓面出現(xiàn)裂縫，往往會(huì)引起業(yè)主對(duì)工程質(zhì)量提出異議，從而引發(fā)投訴、糾紛以及索賠等情況。因此，正確分析裂縫產(chǎn)生原因，切實(shí)加以防治十分必要，十分迫切?，F(xiàn)著重闡述鋼筋混凝土常見裂縫的原因及綜合防治措施。

2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見裂縫的類型及產(chǎn)生原因

2.1 塑性收縮裂縫

塑性裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則且長短不一，這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴(yán)格來說屬于干縮裂縫，出現(xiàn)很普遍。產(chǎn)生這種裂縫的因素是多方面的：如當(dāng)新拌混凝土的坍落度較大，而振動(dòng)時(shí)間過長時(shí)，水泥漿浮在上層，骨料下沉?xí)r收到鋼筋或其他物質(zhì)的約束，出現(xiàn)不均勻沉降，從而使混凝土的表層產(chǎn)生裂縫；澆筑后混凝土表面沒有及時(shí)覆蓋，受風(fēng)吹日曬，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇收縮，而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度不能抵抗這種變形應(yīng)力，因而開裂；使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細(xì)砂和粉砂混凝土水灰比過大，也會(huì)導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)。

2.2 混凝土干縮引起的裂縫

在混凝土硬化過程中，產(chǎn)生內(nèi)部干縮而引起體積變化，當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫處在結(jié)構(gòu)的表面，其走向縱橫交錯(cuò)，沒有規(guī)律性。這類裂縫一般在混凝土露天養(yǎng)護(hù)完畢一段時(shí)間后，在表層或側(cè)面出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化逐漸伸展。如混凝土成型后，因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，使得表面水散發(fā)快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土表面裂縫；或者構(gòu)件因水分蒸發(fā)產(chǎn)生體積收縮，受到地基或墊層的約束而出現(xiàn)干縮裂縫。此外，混凝土構(gòu)件長期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層；用后張法預(yù)應(yīng)力制成的構(gòu)件，露天生產(chǎn)后長久不張拉等等，都會(huì)產(chǎn)生這種裂縫。

2.3 溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫，在工程中，這種裂縫比較常見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期間，裂縫寬度受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時(shí)，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會(huì)導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時(shí)，表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度又很低，因此出現(xiàn)裂縫。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。從而，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)。深入和貫穿性的溫度裂縫多由于結(jié)構(gòu)溫差大。如大體積混凝土凝結(jié)和硬化過程中，水泥和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出大量的熱量，成為“水熱化”，導(dǎo)致混凝土塊體溫度升高，當(dāng)混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，就會(huì)形成裂縫。

2.4 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降不均勻時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物中構(gòu)件與構(gòu)件之間產(chǎn)生斜拉和剪切作用，從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉降的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應(yīng)力一般較大，因此裂縫寬度較大、多呈45°，并且通常是貫穿性的。

2.5 荷載作用引起的裂縫

構(gòu)件承受的不同性質(zhì)的荷載作用，其裂縫形狀也不同，通常裂縫方向大致是與主拉應(yīng)力的方向正交。結(jié)構(gòu)受載后產(chǎn)生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受地震，脫模過早或方法不當(dāng)，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，施工超載，張拉預(yù)應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。

3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防措施

3.1 材料選用

（1） 水泥：根據(jù)工程條件不同，盡量選用水化熱較低、強(qiáng)度較高的水泥，嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。

（2） 粗骨料：適用表面粗糙、級(jí)配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及泥土含量和壓碎指標(biāo)值等滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。

（3） 細(xì)骨料：一般采用天然砂?；炷烈诉x用中砂；所選的砂有害物質(zhì)及混凝土含量和堅(jiān)固指標(biāo)等應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程規(guī)定。

（4） 外摻加料：宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

（5） 采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

（6）鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。

3.2 配筋

（1） 混凝土的配筋對(duì)其收縮起一定的約束作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋的重要性，因而經(jīng)常出現(xiàn)構(gòu)造性裂縫。合理的配筋，特別是構(gòu)造配筋，其布置可以提高混凝土的極限拉伸，可有效避免構(gòu)造性裂縫的產(chǎn)生。

（2） 施工中對(duì)鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。

（3） 鋼筋綁扎位置要正確，保護(hù)層厚度要盡量準(zhǔn)確，不要超出規(guī)范規(guī)定；鋼筋表面應(yīng)潔凈，鋼筋代換必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。

3.3 混凝土澆筑

（1） 混凝土澆筑時(shí)應(yīng)防止離析現(xiàn)象，振搗應(yīng)均勻、適度；加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控，及時(shí)采取防護(hù)措施，優(yōu)化混凝土配合比。

（2） 加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適度延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下，更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，在澆水養(yǎng)護(hù)有因難時(shí)，或者不能保證其充分濕潤時(shí)，可采用覆蓋保濕材料等方法。

（3） 大體積混凝土施工，應(yīng)做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。

3.4模板工程

（1） 模板構(gòu)造要合理，以防止模板間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。

（2） 模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動(dòng)荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。

（3） 合理掌握拆模時(shí)機(jī)。拆模時(shí)間不能過早，應(yīng)保證早期混凝土不損壞或開裂；但也不能太晚，盡可能不要錯(cuò)過混凝土水化熱峰值，即不要錯(cuò)過最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。

4結(jié)束語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個(gè)非常重要的方面，建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件常常由于各種不同的原因?qū)е赂鞣N裂縫出現(xiàn)是不可避免的。因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的，從裂縫的原因入手，對(duì)裂縫采取措施加以正確的處理，能夠避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題將會(huì)逐漸得到圓滿的解決。從而保證建筑物安全、穩(wěn)定地工作。

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