淺談鋼筋混凝土結構裂縫問題

摘要: 隨著社會的發展和城市建設步伐的加快，混凝土在城市建筑施工中的應用越來越廣泛。而在當今，混凝土的裂縫較為普遍，幾乎無處不在。本文主要分析有關混凝土裂縫的成因及控制措施。

關鍵詞:混凝土結構裂縫 原因 控制

引言

混凝土是一種脆性材料，早期強度低，施工過程中極易出現裂縫缺陷，影響建筑結構的整體性和耐久性。如何更好地預防混凝土裂縫的產生，保證施工工程的質量，是工程界普遍關注的問題。

一、鋼筋混凝土梁裂縫產生原因

各類裂縫產生的主要影響因素有幾種:一是結構型裂縫，由外荷載引起的。二是材料型裂縫，主要由溫度應力和混凝土的收縮引起的。事實上，混凝土裂縫產生的原因非常復雜而繁多，有時甚至有多種因素共同影響。對混凝土裂縫的產生因素，大體上有以下幾種:

1.收縮引起裂縫

在工程實際中，混凝土因收縮引起裂縫是最常見的。混凝土收縮引起的裂縫大部分屬表面裂縫，裂縫寬度一般較小，且縱橫交錯，呈龜裂狀。雖然這種裂縫一般較細較淺，但對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。要控制此類裂縫，施工時應做到嚴格控制水灰比，確保振搗密實等，尤其要注意加強養護條件，以及正確摻入外加劑。

混凝土的早期養護，主要目的在于:一方面使混凝土免受不利溫度與濕度變形的侵襲，防止有害收縮;另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂要求。

2.凍脹引起裂縫

當氣溫低于0℃時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變為冰，體積膨脹，混凝土產生膨脹應力，導致裂縫出現，并使混凝土強度降低。

冬季施工時，采用電加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養護以及在混凝土拌和時摻入防凍劑等，都可有效防止凍脹裂縫的出現。

3.基礎變形引起裂縫

由于基礎的變形，使結構中產生附加應力，當超出混凝土結構的抗拉強度時，便可導致混凝土出現裂縫。要避免此類裂縫，應切實掌握地質情況，深入進行地質勘察，以及嚴密監控基礎變化，采取相應措施防止基礎變形。

4.施工不當引起裂縫

在結構混凝土澆筑及預制構件制作、吊裝、運輸的過程中，若施工工藝不合理，施工質量低劣，容易出現各種各樣的裂縫，如: 已綁扎的上層鋼筋受到踩踏，使鋼筋保護層過厚，導致構件有效高度減小，形成方向與受力鋼筋垂直的裂縫;施工時拆模過早，導致混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫;現澆混凝土模板支架剛度不足，澆筑混凝土后支架發生不均勻沉降，導致混凝土出現裂縫;混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不當，致使新舊混凝土施工縫處出現裂縫;對裝配式結構，懸臂過長，運輸中受到劇烈碰撞，吊裝點位置不當等，均有可能使混凝土產生裂縫;混凝土振搗不密實，不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，成為裂縫的起源;混凝土攪拌、運輸時間過長，引起坍落度過低，致使出現收縮裂縫;混凝土養護環境達不到要求，致使表面出現不規則的收縮裂縫。

5.荷載過大引起裂縫

混凝土結構在設計時均有其特定的承受荷載限制，如果結構承受過大負荷，超出其允許范圍，則極易產生裂縫，這種裂縫往往是混凝土結構破壞的開始，如果沒有引起足夠重視，甚至可能帶來災難性的后果。

在設計階段，結構設計時荷載漏算，計算模型不夠合理，受力假設與實際情況不符，配筋計算有誤，設計斷面過小等等都有可能使結構混凝土產生裂縫。

在施工階段，過多地堆放施工機具材料，對預制結構不考慮其結構受力特點隨意翻轉起吊，不按設計圖紙進行施工，擅自更改結構施工順序等等，也很有可能使結構混凝土產生裂縫。

在使用階段，承受的荷載超出設計范圍，受到劇烈碰撞，發生大風、地震等，都極有可能使結構混凝土產生裂縫。

二、裂縫的控制措施

1.設計方面

在建筑設計中對于處于約束狀態下的結構，沒有足夠的變形余地時，應采取的有力措施防止裂縫發生，對于結構完全處于自由變形無約束狀態下，有足夠變形余地時亦應采取措施防止裂縫。

首先，設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用加強措施。

其次，積極采用補償收縮混凝土技術在常見的混凝土裂縫中，有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐證明，效果很好。

最后，重視對構造鋼筋的認識在結構設計中，設計人員應重視對于構造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

2.材料選擇和混凝土配合比設計方面

根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。

選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。

積極采用摻和料和混凝土外加劑。摻和料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充發考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。

3.現場操作方面

澆搗工作:澆搗時，振搗棒要快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。

混凝土養護:在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護。

混凝土的降溫和保溫工作:對于大體積混凝土，施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

避免在雨中或大風中澆灌混凝土:對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。

三、結語

混凝土結構從建成到使用，不僅要嚴格按照國家有關規范和技術標準進行設計、施工與監理，而且要在實踐中多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，綜合運用多種預防處理措施，就可以避免混凝土結構出現裂縫，確保結構安全使用。

參考文獻:

[1]GB50204—2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S]

[2]黃海，淺談混凝土裂縫成因及控制[J]，建廠科技交流，2005