浅谈钢筋砼墙体裂缝的预防和治理

  摘要：针对砼墙体裂缝这一普遍现象，首先介绍和分析产生原因，依据相关理论总结经验，提出了对砼墙体裂缝的预防及治理措施。 

　　关键词：钢筋砼墙体；裂缝；收缩应力 

　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号： 

　　前言 

　　目前，在众多的剪力墙结构工程中，在墙体上产生一些裂缝的现象较为普遍，尤其是在地下室外墙、蓄水池墙壁及剪力实墙段（一般大于6m）比较明显。随着近年砼高强、泵送技术的推广，该问题更显突出。而国家相关技术规范、规程并未明确有效防治措施。因此，总结墙体裂缝的预防和治理措施非常必要。 

　　1 砼墙体裂缝产生的特征及原因分析 

　　砼墙体的裂缝一般表现为：表面不规则裂缝和贯穿性裂缝。 

　　一般情况下，裂缝产生的主要原因：一是动、静荷载和其他各种外荷载作用引起；二是由砼内外温差、收缩或地基不均匀沉降引起。此外，设计体型和结构布置也是影响裂缝产生的一个重要因素。总之裂缝产生的原因很复杂，尤其是因非结构受力产生的裂缝出现较为频繁和普遍。本文仅对非结构受力产生的裂缝原因，归纳总结影响因素如下： 

　　(1)砼的收缩应力 

　　收缩裂缝主要与水泥品种及用量、砂石级配、构件尺寸和砼配合比以及外加剂品种等因素有关： 

　　①水泥品种及用量 

　　砼在凝结及强度增长期间，会产生自身提及的收缩，尤其是高强砼由于水泥用量大、水灰比小，由此引起的砼自收缩值更为可观，有时甚至高达8% 。 

　　②砂石级配 

　　商品砼为了运输和泵送，配合比需要增加细骨料用量，以增大骨料的表面积，相对减少了包裹骨料的水泥等胶凝材料，减弱了砼内部连接力，增大了砼的塑性收缩。而若用连续级配的粗骨料，将可降低细骨料用量，减小砼的塑性收缩。 

　　③砼构件尺寸 

　　现实需要砼构件的跨度或几何尺寸均有较大提高，显然对于相同的砼收缩率而言，收缩的绝对值增大。如不采取相应措施，则极易产生裂缝。地下室外墙、蓄水池墙壁、具有一定长度上无门窗洞口的剪力墙很自然就成为了裂缝出现的高发区。 

　　④砼外加剂 

　　外加剂在砼中掺量少，作用大。目前使用的砼中普遍掺有多种外加剂。其中多数外加剂会造成砼收缩率大于基准砼，砼收缩率的增大自然加大了裂缝的出现概率。外加剂对砼性能影响极大，可成为导致砼开裂的重要原因之一。 

　　(2)砼的温度应力 

　　温度裂缝主要与水泥品种、养护条件、拆模时间及温差等因素密不可分； 

　　①水泥品种 

　　商品砼多采用大窑水泥，尤其为提高砼标号，大量使用普硅水泥，使得水泥水化热较高。水泥大部分水化热都是在浇筑后的前三天释放，且该热量不易散发，使砼内部温度上升。而砼表面拆模后散热快、温度低，形成内外温差产生拉应力。当拉应力超过此时砼的抗拉强度时，便会出现开裂。 

　　②养护条件 

　　由于砼竖向面积大、水分散失快，易养护不足，导致砼体积收缩加大。而砼内部湿度变化相对较小，体积收缩也较小，表面收缩受到砼内部的约束而产生拉应力，引起砼表面开裂。 

　　③拆模时间 

　　砼墙体模板的拆除时间过早，使砼表面温度与内部温度形成较大温差，产生砼内外温度收缩不一致，造成砼表面受到很大的拉应力，而砼早期抗拉强度和弹性模量较低，因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝。 

　　(3)砼墙体的约束影响 

　　上述砼的温度应力和收缩应力，在砼墙体结构构件受到各种约束（如楼板、砼墙体的暗柱、明柱及端墙或侧墙）的影响下，当钢筋砼实墙长度较大时，使砼墙体内收缩应力不易释放且不断积累增大，这些约束使得砼墙体结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步(或不协调)，最终内应力释放而导致裂缝的产生。 

　　 (4)水平钢筋的配置偏弱 

　　墙体水平钢筋一般是按规范的要求构造配置，并置于竖向钢筋内侧。使砼保护层厚度过大，同时水平钢筋构造间距偏大，也影响抵抗收缩应力。当砼收缩应力大于砼的抗拉强度，且变形超过抗拉极限时，就会产生裂缝。 

　　2 对裂缝性质的认识 

　　对于因动、静荷载和其他外荷载以及因地基不均匀沉降载引起的受力结构裂缝，在工程施工中虽偶有出现，但其不具有普遍性，且一旦发生或预料可能发生可由设计层面予以采取针对性的结构加强或结构补强措施。 

　　对于钢筋砼墙体非结构受力产生的裂缝，虽形态各有差异，但基本上都是由于砼自身的收缩应力所造成的。此类裂缝虽然基本不影响结构承载能力和使用安全，但根据裂缝发生的部位和程度不同也会对建筑物的耐久性和观感效果造成一定的影响，需根据具体情况采取一些必要的完善和弥补措施。 

　　(1) 当有些裂缝处于水下或潮湿环境下的墙体微小裂缝(如地下室侧墙0．1～0.2mm的裂缝)时，在水压不高的情况下，开始有些渗漏，水通过裂缝与水泥发生反应，逐渐形成氢氧化钙，随着浓度增加，生成的胶凝物质胶合了裂缝，停止了渗漏，所以此类裂缝不会影响使用。此现象也称之为“自愈”。 

　　(2)一般砼墙体裂缝的起因主要是由于砼收缩变形产生的拉应力超过砼抗拉强度。当裂缝出现后，变形得到满足，应力得到松弛，因而钢筋中的应力很低，所以这种裂缝不影响结构的承载能力。对此裂缝采取表面封闭或补强其主要目的是对结构钢筋起到阻锈作用。 

　　(3) 据现行规范，剪力墙外墙的最大裂缝宽度允许值为0.2mm；细微的裂缝对结构、构件的承载力及安全性的影响可以忽略不计；当裂缝宽度超过允许值时应分析裂缝产生的原因并查明变化情况，视不同程度可采取补强加固措施或表面封闭及修饰。 

　　3 裂缝的预防和治理措施 

　　针对上述裂缝产生的原因，可相应采取以下预防和治理措施： 

　　(1)调整和优化砼原材料及配合比。尽量使用低水化热的水泥；砂宜采用中砂；粗骨料宜选用符合连续级配的碎石，并严格控制砂石含泥量。尽量选用高标号水泥，以降低水泥用量； 

　　(2)加强拆模及养护的管理。施工中当砼密实后，应尽可能早地进行覆盖养护，及时喷水，适当延长养护时间。以减少内外部温差，保证早期湿养护和后期养护的最佳效果。在重点防护部位，可考虑沿砼墙体覆盖后设置简易喷淋管，实现小流量连续洒（滴）水养护，效果尤佳。 

　　(3)正确使用砼养护液。首先要保证养护液的材质合格，起码保证涂刷后的封闭成膜效果。其次，就是要保证砼拆模后及时到位涂刷养护液。否则，任何一个环节打折扣都将直接影响“保存砼内自有水分不散失而起到养护砼”的效果。 

　　(4)在砼中掺加膨胀剂，能有效减少砼收缩裂缝。但使用补偿收缩砼，其原理是利用膨胀作用来抵消砼的全部或部分收缩，从而避免或减轻开裂程度。但温度、湿度和接触面积等外界因素都会影响膨胀剂的化学作用发挥，所以其膨胀作用是有条件实现的，尤其是养护条件的好坏，直接影响其膨胀值的有效实现。 

　　(5) 在砼墙体中设置水平暗梁或增开结构洞口。可有效抵御裂缝的产生或使砼收缩应力得到释放，从而达到控制墙体裂缝的目的至少可减小有害裂缝。 

　　(6)设置施工后浇带，当砼收缩变形趋于稳定时，再浇筑留缝部位，从而避免因收缩应力而出现裂缝。 

　　(7) 调整设计配筋方案：按配筋细而密可抵抗收缩应力的原则，减小水平钢筋直径和配筋间距、适当增加水平钢筋的配筋率。并将水平钢筋置于竖向钢筋外侧以减小砼保护层厚度，增强砼表层的抗裂性能。 

　　(8)裂缝补强治理措施。当此类裂缝不能自愈时，如裂缝长期存在虽然对结构承载、安全性和使用功能影响轻微，但对结构的耐久性及观感效果等方面的影响仍然不容忽视，应该采取有效措施加以预防并给予妥善治理。一般情况下，可待裂缝发展稳定后，针对不同大小的裂缝采取相应的治理措施。例如，对小于0．1mm左右 的砼墙体裂缝，可选用塑性胶凝材料进行表面修补封闭处理；对0．2～0．3mm左右的裂缝，则可采用环氧树脂自动压力灌浆补强技术进行处理；对宽度大于0．3mm的裂缝，可采用建筑结构粘合剂粘贴钢板或粘贴碳纤维等措施加固补强。 

　　4 结束语 

　　实践经验证明，对于砼自身的收缩应力所造成的钢筋砼墙体非结构受力裂缝，虽原因多种多样、形态也各有差异，但只要认真分析，真正找出产生裂缝的原因，并采取相应的预防控制措施，实施综合治理，砼墙体的裂缝在很大程度上是可以减轻或避免的。