鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成機(jī)制及應(yīng)對(duì)措施

摘 要：本文根據(jù)實(shí)際總結(jié)，在導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的形成機(jī)理和造成原因方面，簡(jiǎn)要做出以下分析，并提出具體預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的措施，希望能在今后的生產(chǎn)實(shí)踐工作中保證混凝土的質(zhì)量，盡可能的減少裂縫事件發(fā)生的可能性。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫原因；形成機(jī)制；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào)：TU528.571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）10-0087-01

1 裂縫產(chǎn)生因素分析

在設(shè)計(jì)方案與施工階段產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，從而造成的裂縫；在施工過(guò)程超出應(yīng)力常規(guī)應(yīng)力預(yù)算，致使外部荷載，出現(xiàn)應(yīng)力性差異，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)性裂縫；由溫度差、收縮、膨脹、不均勻沉降等內(nèi)外部因素，混凝土相應(yīng)做出的形變引發(fā)的裂縫；混凝土一般體積較大，在導(dǎo)熱性、排水性、伸縮性等方面指標(biāo)較低，通常都會(huì)造成大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

溫度應(yīng)力有3個(gè)形成階段：初期，從澆筑混凝土開(kāi)始，到水泥放熱基本結(jié)束，一般約需30d；中期，從水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)開(kāi)始，到混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)結(jié)束；后期，混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。

混凝土一般都體積比較大，相應(yīng)的橫截面尺寸也就大，在項(xiàng)目施工過(guò)程當(dāng)中，水泥和水會(huì)產(chǎn)生大量熱，這些熱量會(huì)使得體積巨大混凝土，吸收熱量而不易散發(fā)，根據(jù)熱脹冷縮原理，混凝土相應(yīng)出現(xiàn)膨脹狀態(tài)。

濕度變化對(duì)混凝土的影響，則是會(huì)造成混凝土內(nèi)部各單元體之間相互約束，產(chǎn)生干縮應(yīng)力。因?yàn)榛炷羶?nèi)、外散熱條件的不同，會(huì)有一定的溫度梯度，這是形成內(nèi)部受壓、表面受拉，這種干縮應(yīng)力會(huì)使得兩重力在混凝土內(nèi)部不斷變換。當(dāng)力量出現(xiàn)數(shù)值巨大懸殊，混凝土整個(gè)截面相應(yīng)產(chǎn)生貫穿裂縫。

2 裂縫控制原理及措施方案

控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原則：不允許出現(xiàn)有害的裂縫；盡可能的減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。

裂縫控制方法：溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法，避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫；調(diào)整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。

結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因：收縮和降溫。

2.1 原料組成方面的控制

在原材料的選擇上應(yīng)堅(jiān)持優(yōu)選多選，采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、普硅非早強(qiáng)型水泥。在施工當(dāng)中選擇原料，則應(yīng)當(dāng)避免使用含泥量高的集料，而要采用降低水泥用量的方法，以求降低混凝土的絕對(duì)溫升值。這樣，可以獲得使混凝土澆筑后的內(nèi)外差和降溫速度控制難度降低效果。

為了科學(xué)有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)，我們從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個(gè)主要原因著手：

2.1.1 砂石率質(zhì)量控制

應(yīng)當(dāng)盡可能選取粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料，如果大體積的混凝土內(nèi)部特點(diǎn)是厚大無(wú)筋或少筋，砂石的摻總量將嚴(yán)格控制在19%以下，并適當(dāng)降低混凝土的用量，這樣可以降低水化熱和節(jié)省水泥。

2.1.2 水泥原料質(zhì)量控制

水化熱低的水泥，在拌和過(guò)程中才能釋放較小水化熱，從而降低混凝土的熱量，建議選用材料可以為：火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、普硅非早強(qiáng)型水泥。

2.1.3 摻入適量其他混合物

摻合料的質(zhì)量對(duì)混凝土裂縫有顯著的影響，采用混凝土雙摻技術(shù)手段，將優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻入混凝土，粉煤灰的量要控制在水泥總用量的19%左右；外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑，緩凝型減水劑的摻入量控制在水泥總用量的0.9%左右；UEA或AEA膨脹劑的用量要控制在水泥總用量的13%左右，這種摻入之后的混凝土，不僅在凝固過(guò)程中避免收縮，而且還能提高混凝土自身的防水性能。

2.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)方面的控制

2.2.1 伸縮縫和后澆帶合理設(shè)置

當(dāng)同一材料的膨脹收縮線性系數(shù)固定為某個(gè)值時(shí)，體形隨著面積的變化而變化，這時(shí)收縮或溫差應(yīng)力引起的變形及產(chǎn)生裂縫的可能性就越大。有鑒于此，我們行之有效的措施是合理設(shè)置大型建筑的伸縮縫，嚴(yán)格控制混凝土溫差變形裂縫。

后澆帶是建筑體上的預(yù)防產(chǎn)生裂縫的一種混凝土結(jié)構(gòu)，形成因素：由于建筑體形較大，形狀不規(guī)則，并且高度差較大，這種情形之下十分不便設(shè)置伸縮縫，于是為防止混凝土變形產(chǎn)生裂縫，在整體建筑成型之后，補(bǔ)澆上去的縫合帶。

2.2.2 板厚和構(gòu)件配筋率

鋼筋是在控制和阻止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，收縮和溫差變形因素所產(chǎn)生的裂縫的主導(dǎo)因子。根據(jù)我們現(xiàn)行的鋼材料使用規(guī)范當(dāng)中可以看出，在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中的鋼筋配比是至關(guān)重要的因素。

通常來(lái)說(shuō)，屋面板、樓面板的厚度都會(huì)影響產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)的收縮和溫差裂縫，因此，我們?cè)谧畛踉O(shè)計(jì)的時(shí)候，就要考慮不僅僅計(jì)算豎向荷載的影響，而且還要考慮到溫差和收縮變形對(duì)樓板的影響，注重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在對(duì)屋面板和框架平面以外板件的設(shè)計(jì)和檢測(cè)中，故而我們?nèi)绻捎幂^薄的板件，則會(huì)不可避免的會(huì)出現(xiàn)溫差和收縮應(yīng)力反復(fù)作用下，從而使得混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

兩排建筑之間的樓梯平板面剛度如果較小的話，很容易會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)如下特點(diǎn)：平行于板的長(zhǎng)邊并貫通梁側(cè)。那么為了避免這種情形的出現(xiàn)，我們就要在設(shè)計(jì)方案上做出相應(yīng)的調(diào)整，我們提出的建議是在該處加厚樓板的厚度，增加鋼筋的硬度及配給率，板面的負(fù)筋不僅要滿足計(jì)算配筋要求，而且還應(yīng)當(dāng)配置數(shù)值≥Φ8×200雙向通長(zhǎng)鋼筋，在建筑頂梁的兩側(cè)加設(shè)縱向構(gòu)造腰筋以防結(jié)構(gòu)縱向的垮塌。

3 澆筑時(shí)的控制措施

在制作加工混凝土過(guò)程中，注重澆灌振搗的把握，提高混凝土的密實(shí)度；加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作；切實(shí)做好混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑及養(yǎng)護(hù)等細(xì)節(jié)性工作；混凝土在成型后不可太早拆模，時(shí)間可以往后退，不能提前。拆模后，混凝土的表面溫度不能與原溫度環(huán)境相差15℃以上，以防出現(xiàn)隱形裂縫；可應(yīng)用國(guó)內(nèi)通行的二次振搗技術(shù)，不僅可以改善混凝土強(qiáng)度，而且還能提高抗裂性；嚴(yán)格把關(guān)材料質(zhì)量和配比關(guān)系；重視后澆帶的施工。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)是不可避免的工程慣例，但是我們可以把握其裂縫形成的原因特性，在混凝土裂縫方面做出總結(jié)，更好的在今后的工作當(dāng)中進(jìn)行防治，制作出更好結(jié)構(gòu)的混凝土。總的來(lái)說(shuō)，在混凝土防治重點(diǎn)方面最主要的還是“防”，防范于未然；而不在于裂縫出現(xiàn)之后，采取彌補(bǔ)措施進(jìn)行“治”，治理于已然。

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