淺談鋼筋砼裂縫的成因及防控措施

1、淺談鋼筋砼裂縫的成因及防控措施    摘要：混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程技術(shù)問題。本文分析了混凝土產(chǎn)生裂縫的原因和影響因素，并提出控制和防止裂縫的措施。     關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 裂縫 原因 修補(bǔ)方法     前言混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材，是一種非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙，氣穴和微裂縫，所以建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)

2、象，從理論上說，混凝土結(jié)構(gòu)尤其是受彎構(gòu)件總是帶裂縫工作的，在使用荷載不大的情況下，沒有裂縫或這類結(jié)構(gòu)性裂縫非常細(xì)微，不易為肉眼所察覺。但在現(xiàn)實(shí)的建筑中，只要仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，普遍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又一般都是帶裂縫受力工作的，隨著裂縫的發(fā)展變化，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和適用性會不同程度的降低，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過正常使用極限狀態(tài)而破壞。所以，研究裂縫的形態(tài)，分析裂縫產(chǎn)生的原因和裂縫對結(jié)構(gòu)功能的影響并加以控制是一個十分重要的課題。1.鋼筋砼常見裂縫原因分析 1.1設(shè)計原因設(shè)計中考慮不周到，或者由于計算錯誤，受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理、截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小，結(jié)構(gòu)構(gòu)

3、件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中，構(gòu)造處理不當(dāng)，現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋，或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致砼開裂。 1.2材料質(zhì)量 材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好，若工程上用了不合格的材料就會產(chǎn)生“豆腐渣工程”。所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了，工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。 1.3結(jié)構(gòu)受荷結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時的墊塊或吊點(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。而最常見的是鋼筋砼梁、板受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往會出現(xiàn)不同程度的裂

4、縫。普通鋼筋砼構(gòu)件在承受了30%-40%的設(shè)計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不易察覺，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往是在設(shè)計荷載的1.5倍以上，所以在一般情況下鋼筋砼構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。1.4各種原因造成的變形在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。砼具有熱脹冷縮的性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)一般為1×10-5/。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生裂縫。砼在空氣中結(jié)硬時，體積會逐漸減小，收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆

5、框架結(jié)構(gòu)等，通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成。1.5混凝土的運(yùn)輸造成離析 混凝土的運(yùn)輸，特別是對預(yù)拌混凝土的運(yùn)輸，因?yàn)榛炷翉念A(yù)拌完成后到澆筑現(xiàn)場有一定的距離，而這段運(yùn)輸時間往往是控制混凝土塌落度和易性的關(guān)鍵，同樣其亦受一定的隱患因素制約，高溫天氣混凝土攪拌車尾部的混凝土水份蒸發(fā)較快。容易給人造成錯覺混凝土塌落度損失大；雨水天氣，混凝土攪拌車尾部的混凝土水份較大，容易產(chǎn)生離析。此外，攪拌車車鼓轉(zhuǎn)動的快慢，亦對混凝土有影響。車鼓轉(zhuǎn)得快，混凝土在運(yùn)輸過程中被攪拌加劇，分子因磨擦產(chǎn)生的熱運(yùn)動亦加劇，水分子碰撞水泥顆粒機(jī)會增大，水化程度加大，混凝土塌落度損失增大，和易性變差快；車鼓轉(zhuǎn)得慢，甚至停轉(zhuǎn)，混凝土容易受

6、行車的顛簸，而產(chǎn)生漿石分離，沉降等不良現(xiàn)象。 1.6施工工藝（1）模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成砼開裂。施工過程中，鋼筋表面污染、砼保證層太小或太大，澆筑中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫，施工控制不嚴(yán)，超載堆荷，也可能導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。 （2）砼是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后砼的均勻性和密實(shí)程度。因此砼的攪拌、運(yùn)輸、澆搗、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。 （3）砼養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切，混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時，如干燥過快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度

7、小，另外水泥在水化及硬化過程中，散發(fā)大量熱量，使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過一定值時，因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。2.控制和防止裂縫的措施 2.1對水泥、水、骨料、外加劑、鋼筋材料選用不當(dāng)形成的裂縫，必須用對進(jìn)場原材料按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢查和驗(yàn)收的辦法加以預(yù)防，凡不合格的次品材料一律不得使用，或經(jīng)試驗(yàn)后降低等級使用；對已發(fā)生這類因材料選用不當(dāng)而產(chǎn)生的砼缺陷或裂縫，必須作長期詳細(xì)的觀察（因有的問題需要一段時間才能發(fā)現(xiàn)），認(rèn)真查明其原因和質(zhì)量問題的嚴(yán)重程度，研究制定其處理和加固方案。這是因?yàn)橐坏┮虿牧线x用不當(dāng)而發(fā)生的質(zhì)量問題，往往帶有普遍性的緣故。 2.2由于砼攪拌運(yùn)輸時間過長，澆筑速度過快，振搗不實(shí)

8、、施工縫做法不當(dāng)、模板走動等原因形成的裂縫可以按照混凝土施工規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑、振搗施工縫設(shè)置和舊混凝土連接。模板制作、拆模以及養(yǎng)護(hù)方面的規(guī)定來防止，對已出現(xiàn)這類裂縫的構(gòu)件，也要區(qū)分構(gòu)件的類別、構(gòu)件的受力特征、裂縫所在的部位以及裂縫嚴(yán)重的程度，分別采用一般混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)措施或采用充填混凝土材料、鋼錨栓加固、甚至粘鋼板加固、預(yù)應(yīng)力加固等補(bǔ)救措施。2.3由于天氣干燥，初期養(yǎng)護(hù)不好、混凝土早期受凍、大氣溫濕度的變化產(chǎn)生的裂縫分別采用加強(qiáng)混凝土結(jié)硬化過程的自然養(yǎng)護(hù)、蓄熱養(yǎng)護(hù)，采用引氣劑使混凝土內(nèi)部均勻分布?xì)馀?，預(yù)留溫度伸縮縫等措施修補(bǔ)。受凍嚴(yán)重的構(gòu)件，有的要拆除，有的要加固后方可使用。

9、2.4由于承受荷載使構(gòu)件產(chǎn)生過寬裂縫，合理地進(jìn)行設(shè)計，可以防止這些裂縫的出現(xiàn)；對已出現(xiàn)的過寬裂縫的構(gòu)件要采用加固措施進(jìn)行加固。2.5由于地基過大不均勻沉降產(chǎn)生過寬裂縫合理地在設(shè)計時進(jìn)行建筑物在使用階段的沉降驗(yàn)算可以防止這些裂縫的出現(xiàn)，對已出現(xiàn)這類裂縫的結(jié)構(gòu)，要采用地基基礎(chǔ)的防治措施對地基基礎(chǔ)妥善處理后，再采用建筑結(jié)構(gòu)的加固措施來     解決。2.6對因使用及環(huán)境條件變化而發(fā)生的裂縫，要依據(jù)不同性質(zhì)采用不同的防治措施，如：（1）因使用期間氣溫濕度變化而形成的裂縫，一般不易根除，以采用對鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)措施，減少大氣濕度變化對構(gòu)件變化的影響為宜；（2）

10、因多次凍融而產(chǎn)生的裂縫，除對已形成缺陷和損壞的部分要予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，宜添加對受凍混凝土構(gòu)件的保溫措施；（3）因處于侵蝕性介質(zhì)中而產(chǎn)生的大面積的缺陷和損傷，除應(yīng)剔除受腐蝕和損傷的部位予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，應(yīng)使用礦渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保護(hù)；（4）因地震災(zāi)害的損傷要采用抗震構(gòu)造措施來預(yù)防；對已產(chǎn)生的不太嚴(yán)重的地震損傷可參考震損建筑修復(fù)加固的辦法來解決。 3.混凝土的早期養(yǎng)護(hù) 實(shí)踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降。因此,混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:防止混凝土超冷,應(yīng)該盡量設(shè)

11、法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫;防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù),主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達(dá)到2個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮;另一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度和抗裂能力。4.結(jié)語綜上所述，在充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生的種種原因基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取科學(xué)、合理、切實(shí)有效的防治措施，把混凝土裂縫控制在建筑規(guī)范容許的范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，只有從原材料、設(shè)計、施工等方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，才能最大限度的預(yù)防和控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，才能保證建筑物混凝土結(jié)構(gòu)安全、適用、可靠和耐久的要求，才能保障人們的生命和財產(chǎn)安全。 參考文