1、1钢筋混凝土结构的裂缝控制摘要：钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，特别是最近 20 年来，泵送商品混凝土获得广泛应用之后，混凝土均质性有了很大改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加了，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题 关键词：混凝土结构裂缝；产生原因；预防措施 中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）1-0020-03 Abstract: One of the most important problems cracks control of reinforced con
2、crete construction is, especially in the last 20 years, after applying the pumping ready-mixed concrete, concrete homogeneity is greatly improved at the same time, crack control technology difficulty has increased greatly, it has affected the normal life and production, and haunt a large number of E
3、ngineering and technical personnel and management personnel, it is an urgent need to solve technical problems Key words: concrete structure crack; causes; preventive measures 21 引言 钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，特别是最近 20 年来，泵送商品混凝土获得广泛应用之后，混凝土均质性有了很大改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加了，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一
4、个迫切需要解决的技术难题。 钢筋混凝土结构中主要有两种类型的裂缝：一是外荷载作用下产生的裂缝，正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度，受压区混凝土到达受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现(钢筋应力只有4060MPa)，裂缝扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏；另外，还有大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系，而是由变形作用引起的，统称“变形作用引起的裂缝” ，包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热)，收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形，由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的
5、抗拉强度导致裂缝。 2 形成裂缝的原因 混凝土是由水泥石，砂，石组合而成的材料。它在硬结的过成中就已存在微观裂缝和危孔，这些微观裂缝和危孔对作为混泥土表面的物理化学性质有相当大的影响。微观裂缝可以分为砂浆裂缝，粘结裂缝和骨料裂缝。砂浆裂缝存在于水泥砂浆中，粘结裂缝存在于砂浆和粗骨料的界面上，骨料裂缝存在于粗骨料内部。在一般情况下，混泥土未受力前3微观裂缝主要是前两种，即砂裂缝和粘结裂缝。混泥土受力后，微观裂缝和危孔裂缝逐渐连通，逐渐扩展，形成宏观裂缝；再继续扩展，导致混泥土上司丧失承载能力。混泥土中存在着微观裂缝和孔洞等缺陷是混泥土受力呈现非线性变形以及抗拉强度远低于抗压强度的主要原因之一。2
6、.1 收缩及水化热增加 自从 70 年代末(19781979 年)我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性，低动性，现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩及水化热增加，混凝土在硬化期间，内部积蓄的水泥水化热是混凝土内部的温度上升，当混凝土构件的断面尺寸厚大时，这种情况尤为显著，此时混凝土表面和内部温差较大，当温度产生废均匀的降温时，导致混凝土表面温度急剧变化产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，产生很大的拉应力，又由于混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。 2.2 骨料材质
7、与沉降收缩引起的裂缝 混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落，挤出水分，表面出现泌水，形成竖向体积缩小沉落。这种沉落受到钢筋预埋件、模板、大的粗骨料以及先期凝固的混凝土的局部障碍或约束，或混凝土本身各部分相互沉降量相差过大而造成裂缝产生。这种裂缝在钢筋通长方向或箍筋上断续出现。2.3 碱骨料反映引起的裂缝 4碱骨料反映有两种：一种是碱硅酸盐骨料反应，另一种是碱碳酸盐骨料反应。后一种不常见。前一种引起混凝土裂缝的原因可能是混凝土加入水拌和后，水泥中的碱不断溶解，这种碱液与骨料中的活性氧化硅起化学反映，析出胶状的碱硅胶，从周围介质中吸水膨胀，其体积可增大三倍，而使混凝土胀裂，其特点是裂缝中充满白色胶体，表面
8、裂缝常有白色的胶体，呈杂乱的“地图”状。 2.4 长时间搅拌和浇筑速度过快引起的裂缝 搅拌时间过长，混凝土流动性损失快，因此混凝土下沉出现裂缝。浇筑速度快，加在模板上的侧压力增大，混凝土下沉，造成模板的挠曲，引起裂缝。 2.5 钢筋紊乱，保护层厚度不够引起的裂缝 此种现象在楼板施工中极易产生， 由于混凝土浇筑作业面施工人员过多而造成钢筋位置紊乱。另外， 当采用商品混凝土浇筑时，来回拉拽泵送软管而造成钢筋紊乱，使楼板的强度降低，挠度增大，导致大裂缝的出现。钢筋和配筋的保护层减小，则将沿着钢筋和配筋的混凝土表面开裂。 2.6 混凝土施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥引起的裂缝 混凝土浇筑振捣后，粗
9、骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。 52.7 混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当引起的裂缝 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥
10、缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。 2.8 楼板的弹性变形及支座处的负弯矩 施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形，致使混凝土早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护，把板面负筋踩弯等，将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。此外，大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。 2.9 后浇带施工不慎而造成的板面裂缝 为了解决钢筋混凝土收缩变形
11、和温度应力，规范要求采用施工后浇带法，有些施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留企口缝；板的后浇带不支模板，造成斜坡搓；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。 2.10 外加剂的负效应 6外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料(至少一年)，有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。 3 混凝土裂缝的预防措施 针对裂缝产生的原因，应从以下几个方面加强预防： (1) 严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以
12、减少收缩量，提高混凝土的抗拉强度。对于大体积混凝土结构，尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥，配制混凝土中掺加适量的减水剂减少水化热量，以避免开裂。 (2) 严格按施工程序和规范施工。在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，并且要有足够的稳定性、刚度和强度，能可靠地承受所浇筑混凝土的重量和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。把混凝土内部的空气排挤出去，让水泥浆、砂子充满石子空隙，以达到混凝土的密实度，提高其抗拉强度的目的。 (3) 混凝土楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，杜绝在混凝土表面撒干水泥面刮抹，并加强混凝
13、土早期养护。楼板浇筑后，对板面应及时用材料覆盖、保温，认真养护，防止强风吹袭和烈日曝晒。在气温高、温度低或风速大的天气里，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润，防止表面开裂。搓面后随即用塑料薄膜覆盖，是7塑料薄膜和混凝土粘在一起，阻止混凝土内的水分挥发。在混凝土具有一定强度能上人后就不会再有裂缝发生。 (4) 严格施工操作程序，不盲目抢赶工期。杜绝过早上传料具、加荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，在负弯矩筋下部设置通长铁马凳，防止负弯矩筋塌腰，避免因不均匀沉降而产生的裂缝 (5) 施工后浇
14、带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇带处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝， 以及施工中钢筋被踩弯等现象浇筑混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形。 4 裂缝的处理 根据裂缝的成因情况，可将裂缝分为两种类型：一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响较小，可作一般处理或不处理；另一类裂缝明显影响了梁的承载能力，随着裂缝的扩展和延伸，钢筋达到屈服强度，受压区砼应变量增大，梁刚度大大降低，构件趋向破坏。此类裂缝必须及早采取加固补强，以满足结构安全需要。 对于裂缝的处理，首先要重视对裂缝的调查分析，确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手，分析裂缝产生的本质原因，以采取相应的措施。 8结 论 综上分析，钢筋砼梁裂缝应针对成因，贯彻预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝，应全面调查分析，查明原因，取得加固依据，在选择处理方法上，应比较论证，综合考虑，以求施工方便，经济高效。 参考书目 1 吴培明，刘立新. 混凝土结构.武汉理工大学出版社，2006，129144 2 胡桂连, 左玉秀. 建筑工程管理与实务,2007（3） ，2325
