钢筋混凝土梁的裂缝防治与处理

摘要：混凝土是脆性材料，而钢筋却是韧性材料，它们两者在一起工作，弹性模量相差很大，而且两者的强度差别就更大，因此两种材料在一起共同发挥作用，要使钢筋参加工作，比较多的承受力，混凝土势必开裂。大量的工程和理论分析表明钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。裂缝一般分成不可见裂缝和可见裂缝。可见裂缝又分为无害裂缝和有害裂缝。有害裂缝在使用荷载或外界物理及化学作用下不断产生和发展，引起混凝土碳化，保护层剥落及钢筋锈蚀，直至影响结构的安全性和使用寿命，必须加以控制。关键词：钢筋混凝土梁；裂缝；种类；防治；处理 

　　中图分类号：TU375 文献标识码：A 

　　 一、引言 

　　混凝土的裂缝，是由于混凝土内部应力作用和外部荷载作用，以及温差、干缩变化等因素作用下形成的。一般土梁结构，构件中裂缝宽度小于或等于0．05mm的那部分，对使用没多大危害。但大于0．05mm的裂缝，终究会影响结构的耐久性，因此，施工中仍应尽可能控制裂缝的数量和宽度。同时，有些裂缝，随时间的延长而减少发展；有些裂缝，随时间延长而继续扩展，对前者，采用封闭措施即可，而后者，关系结构安全度，而不可简单处治。二、混凝土结构承受约束应力的特点与规律 

　　结构承受的约束作用分内约束自约束和外约束两类。结构的变形如果是完全自由状态（既无外约束，又无内约束），变形能得到满足达到最大值，则内应力为零，也就不可能产生任何裂缝。如果结构的变形不是自由的(受到内外约束，而且约束的完全不动，即在全约束状态下则应力达到最大值，而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解成为约束变形和显现变形（实际变形）。实际变形越大，约束应力越小；实际变形越小，约束应力越大，这种约束状态与荷载作用下的结构受力状态（虎克定律）有着根本区别。在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如果结构能满足此要求，不再产生约束应力。如果结构没有条件满足此要求，则必然产生约束应力。当约束应力超过混凝土的抗拉强度，则导致结构开裂。 

　　值得注意的是，外荷载作用下结构的内力仅与荷载及结构几何尺寸有关。但在变形作用条件下，结构的约束内力不仅与变形作用及结构几何尺寸有关，而且与结构的抗弯刚度有关，刚度越大，约束力矩越大。当混凝土构件进入极限状态时，裂缝充分发展，刚度下降并趋近于零时则力矩也趋近于零。 

　　三、混凝土裂缝的种类及特征 

　　 产生混凝土裂缝的原因是多方面的，土梁结构及构件所发生的裂缝也是形态各异的，但就一些具体裂缝而言，总有主导原因，一些裂缝具有其独特特征。混凝土硬结前易产生的塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝，可统称为沉缩裂缝；混凝土硬结后，易产生塑性干缩裂缝(龟裂)和长期干缩裂缝，可统称为干缩裂缝；还易产生温度裂缝和化学裂缝；在混凝土硬结前后都可能产生的有应力裂缝和施工处理不当等因素的裂缝，可统称结构性的裂缝。四、混凝土裂缝的防治与处理方法1、沉降裂缝 （1）现象：混凝土浇筑后l～3h内，随泌水而沉降或随混凝土塑性收缩产生的裂缝。沉降裂缝顺梁、板上表面主筋的方向开裂，裂缝最深达钢筋表面。塑性收缩裂缝在钢筋以上产生不规则斜裂缝。 （2）危害：减少钢筋的混凝土保护层厚度，加速了钢筋的锈蚀。 （3）预防措施： 

　　 a．严格控制混凝土水灰比和加水量，不要采用过大的单方水泥用量。 

　　 b．掺入减水剂和适量的粉煤灰。以便减少沉降量和塑性收缩。 

　　 c．在混凝土浇筑1～2h后，对混凝土进行二次振捣，表面拍打、振密。箱梁及t梁应浇到翼板根部时停留一段时间，待梁身混凝土泌水沉降完成后，再继续浇注翼板这层混凝土。 

　　（4）治理方法：出现沉降裂缝时，立即抹平压实。 2、塑性干燥及收缩裂缝(龟裂)（1）现象：混凝土浇注以后约4h，裂缝出现在结构或构件表面，形状很不规则，长短不一，互不连贯，俗称龟裂。（2）危害：浅层龟裂影响混凝土面的美观；深层龟裂减小钢筋的混凝土保护层厚度，钢筋容易过早锈蚀。（3）预防措施： 

　　 a．严格控制水灰比及水泥用量，选用较大砂率和级配良好石料。 

　　 b．避免混凝土自身与外界温度相差过大，浇注后及时覆盖，潮湿养护。 

　　 c．设置风挡；气温高，干燥或风速大的气候下施工，应及早喷水养护。 

　　 d．浇注前，将基层和摸板充分浇水湿透。 （4）治理方法： 

　　 a．发现微细裂缝时，及时抹压一遍，再覆盖养护。 

　　b．裂缝已形成时，现浇结构表面抹一层薄砂浆封闭裂缝，保护钢筋；预制构件，可在裂缝表面，涂环氧胶泥或粘环氧玻璃布，封闭处理。3、长期干缩裂缝 （1）现象：表面性裂缝，宽度只有0．05～0．2rnm。走向为纵横交错，没有规律性。整体现浇结构中，多半发生在结构变截面处，平面裂缝多半延伸到变截面部位或块体边缘。预制构件多产生在箍筋位置。 （2）危害：较严重开裂时，影响混凝土面的外观质量，会引发混凝土面层剥落。 （3）预防措施： 

　　a．水泥用量、水灰比、砂率不能过大采用；尽量减少混凝土单位用水量。 

　　b．板面混凝土在初凝后、终凝前，进行二次抹压，减少收缩量。 

　　 c．掺用膨胀剂如钙矾系膨胀剂(uea)，掺用优质粉煤灰。4、温度裂缝 （1）现象： 

　　 a．表面温度裂缝走向无一定规律性：梁、板及长度尺寸较大结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。 

　　 b．温度深层裂缝和贯穿裂缝。一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿全长分段出现。中间较密；表面、深层、贯穿温度裂缝的宽度大小不一，一般在0．5mm以下，裂缝宽度沿全长没多大变化，但受温度变化影响显著。冬季较宽，夏季较细。 

　　 e．多发生在施工期间，沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，个别有下宽上窄的情况，如遇上下边缘配筋较多结构，也出现中间宽两端窄的形状。 

　　 （2）危害：表面温度裂缝，因只在表层出现，所以仅影响混凝土的外观质量。严重时，产生表层剥落；深层和贯穿温度裂缝，由于深度大，或成贯穿状，将破坏结构的整体性，加速钢筋锈蚀，降低混凝土的抗冻性和耐久性。 （3）预防措施：预防温度裂缝，可从控制温度，改进设计和施工操作工艺，改善混凝土性能。减少约束条件等方面入手。一般措施为： 

　　 a．降低混凝土的浇注温度。如采用降低骨料的温度，或加冰水，或浇注安排在夜间最低温度时，或采取有效措施减少混凝土的温度回升，或用液态氮降低混凝土的温度等。 

　　 b．降低水泥的水化热的温升。如选用低水化热的水泥，或减少水泥的用量，或掺入优质粉煤灰。 

　　c．加快浇注后混凝土的散热，如使用刚模板(结构较薄时)，或分层浇注混凝土，每层厚度不大于30cm，以便于散热，并使温度分布均匀；或在大体积混凝土中，预埋或利用一些管、孔道如钢索的套管，通过冷水或冷风在降温。 

　　 d．降低欲浇注混凝．土结构或构筑物外部约束。 

　　 e．加强浇注混凝＆的表面保护。 

　　 f.改善混凝土的性能。 

　　 g．蒸气养护构件时，严格控制升温速度不大于10-15℃／h，降温不大于15℃／h，并应适当冷养后吊运构件出池。以避免过大温度应力。 （4）治理办法： 

　　 a．对于一般结构的缝宽小于0．1mm裂缝，因可自行愈合，只采取封闭措施，即一般采用涂两遍环氧胶泥，贴环氧玻璃布，以及喷水泥沙浆等进行裂缝表面封闭。 

　　b．对于有防水要求的结构，缝宽大于0．1mm的深层及贯穿性裂缝，可根据裂缝的可灌程度取灌浆方法进行裂缝修补。 

　　五、混凝土裂缝的控制措施 

　　如前所述，钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、材料、施工等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。 

　　1、设计方面 

　　在工程设计实践中，综合分析具体技术条件、使用要求和经济效果，运用“抗与放”的设计准则，合理选择结构方案和使用的材料，降低结构约束程度。如：应尽量避免结构断面突变带来的应力集中现象。 

　　正确分析建筑结构的受力特性，谨慎处理结构内力分析和施工中的细节问题，避免出现结构实际受力与设计假定条件不符造成质量事故。本文列举的工程实例已充分说明此问题。 

　　重视构造钢筋的配置，特别是对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。如：板顶部的受压区连续配筋；板的阳角及阴角配置放射筋；适当增加梁的腰筋直径和间距等。 

　　2、材料选择 

　　根据结构的要求优选有利于抗拉性能的混凝土级配，尽量减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。 

　　选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。如：对于水平构件梁、板、墙等宜采用中、低强度等级的混凝土。 

　　选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组分，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 

　　正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。充分考虑不同品种、不同掺量的膨胀剂所产生的不同的膨胀效果。使用前还应通过试验确定膨胀剂的最佳掺量。 

　　3、施工方面 

　　采取保温保湿的养护技术，适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求，防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。 

　　对于大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题，可采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。 

　　尽量利用混凝土后期强度。对于超长结构可采取后浇带方法进行施工。 

　　六、结束语 

　　混凝土构件裂缝的处理工作是一项综合性的系统工作。首先，要对建筑结构裂缝发生的原因进行分析、检验、鉴定。 

　　参考文献： 

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　　[4] 王海军，文大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施，[J]，山西建筑2006 

　　[5] 庄宇，浅析大体积混凝土施工裂缝控制，[J]，佳木斯大学学报2006