钢筋混凝土建筑结构常见裂缝问题分析及处理方法

 【摘要】：本文对钢筋混凝土建筑结构常见裂缝产生原因分析和阐述的基础上，提出钢筋混凝土结构施工过程中控制裂缝发生应采取的具体措施。 

　　【关键词】：混凝土结构裂缝成因 控制措施 

　　中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号： 

　　 一、钢筋混凝土建筑结构常见裂缝产生原因 

　　混凝土为脆性材料，当水化放热温升后再降温产生冷缩变形、水化反应自生体积收缩和随后干缩变形等收缩性变形受到内部或外部约束时就会产生拉应力。加之，混凝土内部存在各种各样的缺陷，较大拉应力时就会很容易导致混凝土内部空隙和裂纹相互贯通，并进一步扩展成为结构性宏观裂缝。 

　　收缩变形是导致混凝土开裂的主要原因，其中各种内外温差、基础温差和约束情况是混凝土开裂的最主要指标及影响因素。因混凝土的抗拉能力极难有效地提高，因此施工防裂方法的主要思想是防止拉应力的出现和控制其大小。 

　　混凝土浇筑后约3天内的初龄温升期，内外混凝土都处于膨胀状态，但是存在内外温差，内部膨胀量大，形成表面拉应力，会出现启裂于表面的“由表及里”型裂缝，缝尖应力集中致使大多数为贯穿性的，极个别为非贯穿性的。外观：表面迹线长、启裂于结构中心区的表面、一般在拆模前就出现或寒潮冷击期出现。降温期的裂缝是由内部温降冷缩量大、受自身内外约束、外部边界约束和自生体积变形所致，裂缝启裂点位于内部，为“由里及表”型裂缝，特别在墙体结构上频繁出现。外观：竖向分布、表面迹线短、位置低、都是贯穿性的、大多发生在7天左右的龄期内，但在整个降温过程中理论上都有可能出现。 

　　随着高性能及泵送混凝土的推广应用和各种高效减水剂使用的亲睐，混凝土自生体积收缩变形有不断增大的趋势，因自生体积收缩导致混凝土开裂的现象也越来越多。这要引起大家的特别重视。若混凝土自生体积变形足够大或结构尺寸足够长且“基础”约束能力大，则单自生体积收缩变形也会产生降温期裂缝的出现。 

　　二、基于混凝土的特性的分析 

　　混凝土是一种非均质复合材料，其热学和力学性能非常复杂，它的基本变形有热胀冷缩、自生体积变形、湿胀干缩和徐变形，且是随水泥水化反应程度或混凝土成熟度而变化。此外，还有外荷载作用变形。 

　　事实上，混凝土的所有热学和力学特性都与成熟度有关，但是有些工程建设意义不大，不是关键因素；有些还和应力水平或状态有关，比如弹模、徐变和强度。混凝土温度场的主要影响因素包括混凝土的浇筑温度、绝热温升、表面热交换系数和环境温度等等。低绝热温升对温控防裂也是有利的，但混凝土绝热温升一般随混凝土标号的提高而增加，混凝土强度和耐久性的设计要求使得这一措施往往难以有效实施。而在混凝土中埋设冷却水管可以灵活控制水化热温升幅度和峰值，能在不降低混凝土等级的前提下有效控制现场绝热温升，且一般总能经济方便地达到这样的应用效果。表面保温可以减小混凝土的内外温差，但同时也妨碍了水化反应过程中的热量散发，致使混凝土温度峰值变高，后期温降幅度变大，降低了后期抗裂安全度。因此，通常需要结合水管冷却措施的使用。环境温度变幅越小对混凝土防裂越有利。施工中，通过人工营造小气候环境可以减小气温变化的不利影响。最简便有效的方法是在模板表面设置保温材料，降低表面放热系数和温差。 

　　干缩变形是由混凝土表面失水引起的，因混凝土是弱导湿体仅发生在表面几厘米深度之内，是产生表面龟裂缝的原因。干缩变形的控制主要是在拆模后进行表面洒水或涂刷防裂剂，但是不能过早洒水。防止龟裂缝的最好办法是：温升期表面保湿，并保持施工期一定的内外温差，降温后表面留有足够大的温变压应力，抵抗干缩和冷击等表面拉应力，并在龄期达到一定后表面可以随时进行简单洒水养护。 

　　三、钢筋混凝土结构施工过程裂缝的控制措施 

　　为了控制钢筋混凝土结构的裂缝，除应遵守有关规范、标准的规定外，还应对裂缝产生的各种原因，采取相应控制措施。钢筋混凝土结构裂缝的控制，主要是为了控制有害裂缝，减少（小）可见裂缝，以保证建筑结构的安全性、耐久性和使用功能。 

　　楼板开洞时，当洞的直径或宽度（垂直于构件跨度方面的尺寸）不大于300mm时，可将受力钢筋绕过洞边，不需截断受力钢筋和设置洞边附加钢筋。当洞的直径较大时，应在洞边加设边梁或在洞边每侧配置附加钢筋。为控制现浇剪力墙结构因混凝土收缩和温度变化较大而产生的裂缝，墙体中水平分布筋除满足强度计算要求外，其配筋率不宜小于0.4%，钢筋间距不宜大于100mm。外墙墙厚宜大于160mm，并宜双排配置分布钢筋。 

　　对大体积混凝土工程，可采取降低混凝土水化温升的有效措施；对大面积混凝土工程可采用分段间隔浇筑措施，分段原则应根据结构条件确定，经过大于10d的养护再将各分段连成整体。对有防水要求的结构，应在分段之间设置钢止水带，并仔细处理好施工缝。 

　　为了有效控制有可能受外部侵入的氯化物引起的钢筋锈蚀产生的裂缝，必要时可在对混凝土结构的构件表面进行必要的保护措施，预防氯化物的侵入，此外设计中也应加严控制裂缝宽度的限值，并应适当加大混凝土保护层厚度。 

　　安装模板时，为确保钢筋保护层厚度，应准确配置混凝土垫块或钢筋定位器等。模板的支撑立柱应置于坚实的地面上，并应具有足够的刚度、强度和稳定性，间距适度，防止支撑沉陷，引起模板变形。 

　　防止裂缝产生的有效措施主要是控制混凝土的冷缩变形（温变幅度）、内外温差变形、收缩性自生体积变形、变形约束程度和施工方法，其次是防止过大的表面干缩变形、改善徐变特性等。进行混凝土原材料选择、配合比优化（含减少水泥用量或选用低热水泥，各种添加剂）、浇筑温度控制、合理分层分块、施工时间选择、施工间歇时间控制、表面保温、内部导热降温、表面保湿等，是一个科技性和经济性很强的综合性工程问题。 

　　四、总结 

　　混凝土裂缝现象是困扰混凝土建筑工程结构耐久性和安全性的典型问题，也是长期受各方关注的技术难题。防止混凝土裂缝出现的基本思想是采取各种措施控制混凝土变形。须根据实践中，综合进行治理，应提倡“科学、可靠、易行、经济”的施工防裂方法进行裂缝的控制和处理。 

　　【参考文献】： 

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