淺談鋼筋混凝土建筑物裂痕

1、淺談鋼筋混凝土建筑物裂痕崔建民中鐵十一局集團建筑安裝工程有限公司 湖北省襄樊市 郵編：441003摘要：鋼筋混凝土的建筑物出現(xiàn)裂痕較為普遍。許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞都是從裂 痕開始的，必需十分重視裂痕的成因、預(yù)防和處置，尤其是要避免和控制有害貫穿性裂痕的 出現(xiàn)。本文分析了鋼筋混凝土建筑物裂痕成因并提出了從設(shè)計、施工兩個方面做好鋼筋混凝 土建筑物裂痕的控制，對于鋼筋混凝土建筑物裂痕的預(yù)防和控制具有必然的借鑒意義。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土建筑物裂痕成因防治辦法處置方案1鋼筋混凝土建筑物裂痕原因分析造成鋼筋混凝土建筑物開裂、滲水的原因較為侵雜，涉及的因素頗多，大致可分為三類: 溫差過大引發(fā)的溫度裂痕；荷載

2、過大引發(fā)的變形裂痕；混凝土干縮引發(fā)的變形裂痕。溫度裂痕溫度裂痕一般是由于大氣溫度桀變、周圍環(huán)境溫度太高或大體積混凝土施工時產(chǎn)生的水 化熱等因素造成。有關(guān)研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差時，冷縮值為,若是混凝土內(nèi)外 溫差2O'C3O時，其冷縮值為%,而混凝土的極限拉伸值只有所以當(dāng)其大于 混凝土極限拉伸值時混凝土就開裂。1.1.1 墻體裂痕的成因溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。當(dāng)外界溫度轉(zhuǎn)變引發(fā)的墻體溫度變形受到約束或由于衡宇地下和地 上、室內(nèi)和室外的溫度不同而使墻體各部份具有不同的溫度變形時，都會在墻體中產(chǎn)生溫度 應(yīng)力。溫度性裂逢是墻體中懸多見的，常出現(xiàn)于不同材料的交接處。在砌體受到約束的情況 下，當(dāng)變形引發(fā)

3、的溫度應(yīng)力足夠大時，即在墻體中引發(fā)溫度裂痕。如在平屋蓋衡宇頂層兩頭 的墻體上。平屋頂溫度性裂痕的成因是頂板的溫度比下方墻體高，而頂板混凝土的線膨脹系 數(shù)又比植砌體大得多，頂板和墻體間的變形差使墻體產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，聚終致使 裂痕。1.1.2 板裂痕的成因混凝土澆搗后過度抹干壓光和養(yǎng)護不妥。過度的抹平壓光會使混凝土的細(xì)骨料過量地浮 到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸 鈣，引發(fā)表面體積碳水化收縮，致使混凝土板表面龜裂。而養(yǎng)護不妥也是造成現(xiàn)澆混凝土板 裂痕的主要原因。過早養(yǎng)護會影響混凝土的膠結(jié)能力。過遲養(yǎng)護，由于受風(fēng)吹日曬，混凝土 板表面游離水分

4、蒸發(fā)過快，水泥缺乏必要的水化水，而產(chǎn)生急劇的體積收縮，此時混凝土初 期強度低，不能抵抗這種應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。特別是夏、冬兩季，因日夜溫差大，養(yǎng)護不妥是 易產(chǎn)生溫差裂痕。荷載裂痕荷載裂痕是建筑物在荷載作用下變形過大而產(chǎn)生的裂痕。一般多出此刻構(gòu)件的受拉區(qū) 域、受剪區(qū)域或振動嚴(yán)重等部位。產(chǎn)生的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工方式錯誤、承載 能力不足、地基沉降不均勻等。1.2.1 墻體裂痕的成因衡宇在建成后，地基一般都會下沉。特別是當(dāng)衡宇的長高比較大、地基土較軟，或地基 土層散布不均勻、土質(zhì)不同很大，或衡宇高差較大、荷載散布極不均勻時，都有可能產(chǎn)生過 大的不均勻沉降，沉降大的部位與沉降小的部位發(fā)生相對位移

5、，在墻體中產(chǎn)生剪力和拉力， 當(dāng)這種附加內(nèi)力超過墻體本身的抗拉抗剪強度時，使墻體產(chǎn)生附加應(yīng)力，就會產(chǎn)生裂痕。-2板裂痕的成因樓板的彈性變形及支座處的負(fù)彎矩。施工中在混凝土未達(dá)到規(guī)定強度，過早拆模，或在 混凝土未達(dá)到終凝時間就上荷載等。這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形，致使混 凝土初期強度低或無強度時，經(jīng)受彎、壓、拉應(yīng)力，致使樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。施工中不注 意鋼筋的保護，把板面負(fù)筋踩彎等，將會造成支座的負(fù)彎矩，致使板面出現(xiàn)裂痕。另外，大 梁雙側(cè)的樓板不均勻沉降也會使支座產(chǎn)生負(fù)彎矩造成橫向裂痕0后澆帶施工不慎而造成的板 面裂痕。為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力，規(guī)范要求采用施工后澆帶法，

6、有些施工 后澆帶不完全按設(shè)計要求施工，例如施工未留企口縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡搓; 疏松混凝土未完全鑿除等都可能造成板面的裂痕。干縮裂痕干縮裂痕一般是由于材料缺點引發(fā)的。研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，絕對體 積減小，毛細(xì)孔縫中水溢出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使得混凝本地貨生毛細(xì)收縮，由此引發(fā)水泥砂漿 的干縮值為混凝土的干縮值為而混凝土的極限拉伸值只有所以當(dāng)其 大于混凝土的極限拉伸直由此產(chǎn)生混凝土裂痕。1.3.1 墻體裂痕的成因材料干燥收縮時產(chǎn)生的裂痕簡稱為干縮裂痕。燒結(jié)粘土磚的干縮變形很小，且變形完成 比較快。而砌塊、灰砂語、粉煤灰布等材料，隨著含水是的降低，將產(chǎn)生較大的干縮變形。 輕骨料混

7、凝土砌塊砌體的干縮變形更大。干縮后的材料一旦受濕，仍會發(fā)生膨脹，脫水后, 材料再次發(fā)生干縮變形。1.3.2 板裂痕的成因(1)混凝土水灰比、塌落度過大，或利用過是粉砂。目前已普遍采用泵送商品硅進行 澆筑，但受任烈的市場競爭，致使各商品磴廠商以采用大粉煤灰摻量，低價位、低性能的磴 外摻劑，和細(xì)度模數(shù)低、含泥呈較高的中細(xì)砂作為降低價錢和本錢的主要競爭手腕。混凝土 強度值對水灰比的熊變十分敏感，大體上是水和水泥計呈變更對強度影響的疊加。因此，水、 水泥、外摻混合材料、外加劑溶液的計量誤差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大 的粉砂配制的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂痕。泵送混凝

8、土為了知 足泵送條件：塌落度大，流動性好，易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，此時，混凝土脫 水干縮時，就會產(chǎn)生表面裂痕。(2)混凝土施工中過度振搗，模板、墊層過于干燥。混凝土澆筑振揭后，粗骨料 沉落擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比基層 混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，易形成凝縮裂痕。而模板、墊層在澆筑混凝土之 間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引發(fā)混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂痕。2鋼筋混凝土建筑物裂痕的防治辦法從微觀方面分析，混凝土有裂痕是絕對的，沒有裂痕是相對的。所以混凝土建筑物裂痕 的防治，就是為了將其對建筑物的危害程度控制在允許范圍內(nèi)。為此，

9、在實際工程中應(yīng)從設(shè) 計和施工兩方面著手預(yù)防和控制混凝土建筑物裂痕。設(shè)計方面2.1.1 減少地基的不均勻沉降基礎(chǔ)設(shè)計方面可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、地基強度、墊層厚度等方式來控制地基的 不均勻變形。同一軟弱土地基上，應(yīng)盡可能采用同一種類型的基礎(chǔ)，不然容易造成沉降量大 小不均勻，從而產(chǎn)生危害性裂痕。2.1.2 合理設(shè)置結(jié)構(gòu)縫設(shè)置結(jié)構(gòu)縫的住置和縫寬的選定要適當(dāng)，構(gòu)造要合理?？梢园焉炜s縫、沉降縫和抗震縫 歸并設(shè)置。依照設(shè)計規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫，但應(yīng)考慮高溫、冬期、長期暴露在大氣中的建筑 物，經(jīng)受反豆的溫差，既冷驟熱，反便的干濕作用，結(jié)構(gòu)內(nèi)部不斷產(chǎn)生裂痕和裂痕擴展等因 素。當(dāng)結(jié)構(gòu)體型突變或設(shè)置的伸縮縫間距

10、偏大，超出規(guī)范要求時應(yīng)采取有效的防開裂辦法, 如增大配筋率、通長配筋、設(shè)置后澆帶、改善混凝土汲配等。2.1.3 避免應(yīng)力集中，合理增配構(gòu)造鋼筋提高抗裂能力盡可能避免結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取增強辦法， 適當(dāng)增加附加筋，以增強其抗裂能力。設(shè)計人員應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的配置，選擇構(gòu)造鋼筋的直 徑和數(shù)曷要適宜。從設(shè)計上說，構(gòu)造鋼筋很重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計常常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)，從而產(chǎn) 生構(gòu)造性裂痕。所以，配筋不但要知足結(jié)構(gòu)承載的要求，而且還要知足混凝土正常利用的要 求，合理增配構(gòu)造鋼筋有利于提高抗裂能力。2.1.4 加大保護層厚度適當(dāng)加大保護層厚度，可以提高保護層的質(zhì)量和密實性，降低其

11、滲透性，予以阻止或延 緩混凝土的碳化速度，提高劈裂強度。地下結(jié)構(gòu)保護層厚，要加鋼絲網(wǎng)；樓板要布設(shè)設(shè)備營, 也要適當(dāng)增加樓板厚度。2.1.5 加設(shè)次梁減少裂痕在設(shè)計中，現(xiàn)澆板的寬度愈來愈大，長度愈來愈長，而樓板的厚度卻不能太大，若是在 板下面的適當(dāng)部位增加次梁，就可以夠增加板的剛度，減少板的撓曲變形，從而達(dá)到不出現(xiàn) 危害性裂痕的目的。沒有條件設(shè)置次梁時，可以在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的 配筋率，從而提高混凝土的極限拉伸，有效地避免裂痕的產(chǎn)生。施工方面221嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量盡可能采用粒徑級配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水是，使混凝土的收縮 和泌水隨之減少，同時應(yīng)控制含泥

12、量不能超過規(guī)范要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質(zhì)量 稔定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必需性能靠得住，有利于降低混凝土凝固進程的水 化熱。2.2.2 使混凝土配合比有利于減少和避免裂痕配合比中，在知足配合比規(guī)范和混凝土技術(shù)指標(biāo)前提下，宜適當(dāng)減少水泥用量和用水鼻, 降低水灰比，提高和易性。對泵送混凝土，不能單純用增加單位用水星的方式，來知足泵送 混凝土的可泵性要求。這樣不僅多用水泥，增加混凝土的收縮，而且還會使水化熱升高，易 引發(fā)裂痕。為此，在施工中可滲入適曷的粉煤灰或減水劑（如木質(zhì)磺酸鈣、MF等），以進 一步改善混凝土的特性。2.2.3 合理設(shè)置后澆帶對于大型混凝土建筑物，合理的設(shè)置,后澆帶

13、有利于控制施工期的溫差與收縮應(yīng)力，減少 裂痕。后澆帶設(shè)置時，要遵循“數(shù)星適當(dāng)，位置合理”的原則。后澆帶一般間距為3050m, 并應(yīng)貫穿整個底板斷面。后澆帶內(nèi)埴筑的混凝土應(yīng)用微膨脹水泥或無收縮水泥，混凝土強度 應(yīng)比原結(jié)構(gòu)強度提高一級。2.2.4 控制入模坍落度，做好澆筑振塘工作在知足混凝土運輸和布放要求前提下，要盡可能減小入模坍落度?；炷寥肽：?，要 及時振搗，并做到不漏振，不過振。對重點部位可在混凝土振搗界限以前給予二次振搗，再 次排除因泌水在粗集料，水平鋼筋下部生成的水分和間隙，提高混凝土的握裂力，并在混凝 土初凝后、終凝前進行混凝土表面多次抹壓，避免因混凝土的表面收縮而出現(xiàn)的細(xì)微裂痕, 增

14、加混凝土密實度。提高混凝土抗壓強度和抗裂強度。2.2.5 避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大首先，降低混凝土的入模溫度，且不該大于25,使混凝土凝固時，其內(nèi)部在較低的 溫度起升點升溫，從而避免混凝土內(nèi)部溫度太高。其次，采取延長拆模時間和外保溫等辦法, 使內(nèi)外溫差控制在必然范圍之內(nèi)，降低水化熱降溫引發(fā)的拉應(yīng)力，減少溫度裂痕。2.2.6 熠強混凝土養(yǎng)護在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)辦法的要求進行保溫養(yǎng)護。不同施工季節(jié) 應(yīng)選擇不同的混凝土養(yǎng)護方式。夏日施工時，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等溫降方 式進行養(yǎng)護；正常氣溫時，可噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護；冬季施工時，可利用保溫材料來提高混凝土 的表面溫度，也可

15、用薄膜養(yǎng)生液、塑料薄膜等封鎖料對混凝土保溫、保濕，在酷寒季節(jié)可推 設(shè)擋風(fēng)保溫棚?；炷恋酿B(yǎng)護時間按照水泥的品種肯定，一般來講，普通水泥的養(yǎng)護時間為 14d,礦渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及摻加攙和料后的混凝土的養(yǎng)護時間為21d。對裂痕的彌補處置在采取了上述綜合性防治辦法后，由于各類原因仍可能有少呈的墻體、樓面裂痕發(fā)生。 當(dāng)這些墻體、樓面裂痕發(fā)生后，應(yīng)在墻體、樓地面和天棚粉刷之前預(yù)先作好妥帖的裂痕處直 工作，然后再進行裝修。混凝土裂痕的修補辦法主要有以下一些方式：表面修補，灌漿、 嵌逢封堵，結(jié)構(gòu)加固，混凝土置換等方式。下面一一介紹。表面修補表面修補法是一種簡單、常見的修補方式，它主要適用于穩(wěn)

16、定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影 響的表面裂痕和深進裂痕的處置。通常的處置辦法是在裂痕的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥, 在防護的同時為了避免混凝土受各類作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹押鄣谋砻嬲迟N 玻璃纖維布等辦法。灌漿、嵌逢封堵灌漿修補裂痕主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂痕的修補，它是 利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂痕中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從 而起到封堵加固的目的。常常利用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯 等化學(xué)材料嵌縫法是裂痕封堵中是常常利用的一種方式，它一般是沿裂痕鑿槽，在槽中嵌 埴塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封鎖裂痕的目的。常常利用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、型 料油膏、丁基橡膠等等；常常利用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。結(jié)構(gòu)加固當(dāng)裂痕影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處置。結(jié)構(gòu) 加固中常常利用的主要有以下幾種方式：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型 鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、鋪貼炭纖維布、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固和噴射混凝土補強加 固?；炷林?/p>