淺析鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的防控

摘 要:混凝土在工程建設(shè)過程中的重要性已不言而喻，裂縫更是普遍存在的，也是一個常規(guī)性的課題。本文嘗試通過對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，尋找控制和防止混凝土裂縫的方法，并淺探混凝土的早期養(yǎng)護等問題。

關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土裂縫成因控制微裂縫

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0027-01

鋼筋混凝土構(gòu)件在凝結(jié)硬化過程中就有微裂縫存在，原因是混凝土中的水泥石和骨料在溫濕度變化條件下產(chǎn)生不均勻的體積變形，但不能自由變形，于是形成相互間的約束應(yīng)力;當此約束應(yīng)力大于水泥石和骨料間的黏結(jié)強度，以及水泥石自身的抗拉強度，就產(chǎn)生了微裂縫。混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)的多項復合脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產(chǎn)生裂縫，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價值等。嚴重的將直接威脅到人民的生命、財產(chǎn)安全。因此，對混凝土裂縫的控制應(yīng)引起高度重視。

1 混凝土裂縫成因

混凝土裂縫的產(chǎn)生，都是微裂縫發(fā)展的結(jié)果。就其本身而言，一般認為是混凝土材料變形約束所引起的內(nèi)應(yīng)力大于材料抗拉強度所致。

1.1 構(gòu)件受力、變形形成缺陷和裂縫

鋼筋混凝土構(gòu)件中，鋼筋受拉，混凝受壓。但在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔，設(shè)計過程中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往就已經(jīng)在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應(yīng)力，從而使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

1.2 施工造成的缺陷和裂縫

塑性混凝土下沉，被頂部鋼筋所阻，形成沿鋼筋的裂縫;混凝土振搗不密實，出現(xiàn)蜂窩，易形成各種受力裂縫的起點;使得在混凝土體積中出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫;混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥使得在混凝土與大氣接觸面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫;過早拆模，混凝土尚未建立足夠強度，構(gòu)件在實際施加與自身的重力荷載作用下，容易發(fā)生各種受力裂縫等。

1.3 環(huán)境因素影響形成缺陷和裂縫

在溫度和濕度不斷的變化過程中，混凝土的脆性和不均勻性繼續(xù)發(fā)展，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，使用過期水泥，骨料含泥過量，水泥中含堿量過高，骨料石灰石，水泥水化熱，模板變形，基礎(chǔ)的不均勻沉降等因素?；炷翗?gòu)件多次受冰凍，即溶解循環(huán)作用，使混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，促進已有裂縫持續(xù)發(fā)展，致使構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性疏松，表面出現(xiàn)龜裂，最終使構(gòu)件表層剝落或整體崩潰。

2 裂縫的控制與預防措施

(1)對已出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，要區(qū)分構(gòu)件的類別、構(gòu)件的受力特征、裂縫所在的部位以及裂縫嚴重的程度，分別采用一般混凝土裂縫補強措施或采用充填混凝土材料、鋼錨栓加固、粘鋼板加固、預應(yīng)力加固等補救措施。同時，砼的攪拌運輸時間過長、澆筑速度過快、振搗不實、施工縫做法不當、模板變形等原因形成的裂縫可以按照《混凝土施工規(guī)程》嚴格執(zhí)行混凝土拌制、運輸、澆筑、振搗施工縫設(shè)置和舊混凝土連接，按模板制作、拆模以及養(yǎng)護方面的規(guī)定來防止。

(2)地基過大不均勻沉降產(chǎn)生過寬裂縫時，可先進行建筑物在使用階段的沉降驗算以預防裂縫的出現(xiàn)，對已出現(xiàn)這類裂縫的結(jié)構(gòu)，要采用地基基礎(chǔ)的防治措施對地基基礎(chǔ)妥善處理后，再采用建筑結(jié)構(gòu)的加固措施來解決。

(3)對因材料選用不當形成的裂縫，必須嚴格檢查和驗收加以預防，凡不達標，不合格的次品材料一律不予使用;對已發(fā)生這類因材料選用不當而產(chǎn)生的砼缺陷或裂縫，必須作長期詳細地觀察，分析查明其原因和質(zhì)量問題的嚴重程度，研究制定其處理和加固方案。

(4)對因使用及環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的裂縫，要依據(jù)不同性質(zhì)采用不同的防治措施。

①地震災(zāi)害的損傷要采用抗震構(gòu)造措施來預防;對已產(chǎn)生的不太嚴重的地震損傷可參考震損建筑修復加固的辦法來解決。

②因多次凍融而產(chǎn)生的裂縫，除對已形成缺陷和損壞的部分予以補強或加固外，宜添加對受凍混凝土構(gòu)件的保溫措施;

③處于侵蝕性介質(zhì)中而產(chǎn)生的大面積的缺陷損傷，除應(yīng)剔除受腐蝕和損傷的部位予以補強或加固外，應(yīng)使用礦渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保護;

(5)由于承受荷載使構(gòu)件產(chǎn)生過寬裂縫，合理地進行設(shè)計，可以防止這些裂縫出現(xiàn);對已出現(xiàn)的過寬裂縫的構(gòu)件要采用加固措施進行加固。從改善約束條件著手，合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理地安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。

(6)從控制溫度著手，采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土時對水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫;規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

3 混凝土的早期養(yǎng)護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降。因此，混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點出發(fā)，保溫應(yīng)達到下述要求:(1)防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;(2)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫;(3)防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到2個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮;另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設(shè)計的強度和抗裂能力。

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