鋼筋混凝土裂縫及治理方法研究

摘 要：鋼筋混凝土結構一旦出現裂縫，不但會降低其結構強度，影響其承載能力，降低使用壽命，甚至還有可能導致嚴重的安全事故出現。本文重點探討了混凝土結構塑性沉降裂縫、塑性收縮裂縫和溫度應力裂縫等三種主要的裂縫產生的原因、以及預防和治理措施，目的是保證施工質量，延長建筑物使用壽命。

關鍵詞：鋼混結構 裂縫 治理

中圖分類號：TU398 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0037-02

鋼筋混凝土結構是指用配有鋼筋增強的混凝土制成的結構，包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構的建筑物。鋼筋混凝土結構具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點。因此，鋼筋混凝土在建筑工程中占有極其重要的地位。在鋼筋混凝土結構中，承重的構件是混凝土，承拉的構件是鋼筋。因此，因此鋼筋混凝土結構一旦出現裂縫，會降低其結構的承重能力，還可能會降低結構的防水滲透能力，從而引起鋼筋銹蝕，降低結構的抗拉能力，減少結構的使用壽命，甚至還有可能導致嚴重的安全事故出現。因此，認真分析上述每一種裂縫產生的原因，并及早采取預防和治理措施，對于保證施工質量，增強鋼筋混凝土結構的穩定性，延長建筑物使用壽命，保護企業生產經營活動和廣大人民群眾生命安全具有十分重要的意義。

1 鋼筋混凝土裂縫類型及成因

鋼筋混凝土結構裂縫產生的原因是非常復雜的，既可能源于源于材料質量不合格，也可能是在外部環境的作用下產生的。概括而言，由于鋼筋混凝土結構變形所致的裂縫及其產生的原因大體上可以分類以下三種類型，現分述如下。

1.1 鋼筋混凝土塑性沉降裂縫及其成因

鋼筋混凝土塑性沉降裂縫是指由于混凝土塌陷所導致的裂縫，它一般是沿著鋼筋的走向出現和發展的。塑性沉降裂縫的起因是不同厚度的混凝土層存在不同的沉降落差。如果在建筑施工中隨意提高混凝土的強度，或者不適當地加大水泥用量，或者使用細度模數過小的細砂，都會增大混凝土塌陷的可能，從而使混凝土表面出現裂縫。

1.2 鋼筋混凝土塑性收縮裂縫及其成因

鋼筋混凝土塑性收縮裂縫是指混凝土在塑性狀態下，因表面水分蒸發過快而形成的裂縫。由于塑性收縮裂縫是由于混凝土表面水分蒸發過快所形成，因此其常常出現于混凝土結構的表面，深度較淺、形狀不規則，而且長短不一、寬窄各異。因此，加強施工過程管理，采取相應措施，保持混凝土結構表面的濕度是防止塑性收縮裂縫出現的關鍵。

1.3 鋼筋混凝土溫度應力裂縫及其成因

大量的理論和實踐均表明，大體積混凝土結構極易由溫度收縮應力引起裂縫。大體積混凝土結構之所以容易出現溫度應力裂縫，在于混凝土澆筑后，水泥與水會發生水化反應，從而產生大量的熱能，但由于混凝土結構內外散熱速度不一，外部散熱速度會高于內部，必然使混凝土結構產生內外溫度差別，即所謂的溫度梯度，當混凝土內部積聚的熱膨脹應力超過了混凝土結構表面的拉應力之后，便很容易在混凝土表面出現裂縫。由于水泥與水所發生的熱反應主要發生在混凝土澆筑的初期，因而混凝土溫度應力裂縫往往也出現于混凝土結構的早期。因此，對于混凝土溫度應力裂縫應當堅持早預防和早治理的原則，采取有力措施，將溫度應力裂縫控制在萌芽狀態。

2 鋼筋混凝土裂縫的預防措施

混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結構具有重要意義。鋼筋混凝土結構由于鋼筋會阻礙混凝土硬化時的自由收縮，在混凝土中會引起拉應力，在鋼筋中會產生壓應力。混凝土的徐變會在受壓構件中引起鋼筋與混凝土之間的應力重分配，在受彎構件中引起撓度增大，在超靜定結構中引起內力重分布等，這些特性都要求在施工中引起充分重視。由于混凝土本身的以上特性再加上外部施工環境的復雜性，混凝土結構裂縫看起來是不可避免的，其實只要在施工過程中能夠嚴把材料質量關，并嚴格遵循操作規程，并加強施工管理，混凝土結構裂縫是完全可以被控制，甚至是完全可以避免的。

2.1 鋼筋混凝土塑性沉降裂縫的預防措施

如上所述，混凝土塑性沉降裂縫是由于混凝土塌陷所造成的，因此，保證混凝土的均質性是防止塑性沉降裂縫的關鍵。這就要求在施工過程中，嚴把材料質量關，使用粗砂伴料。嚴格按照規定的操作規程進行操作，合理控制水泥和用水數量，在澆注混凝土之前對混凝土混合物進行充分的攪拌；澆注時要注意對混凝土進行充分的搗振，使混凝土結構內部密實、表面平整。另也要避免因為過度搗振使混凝土離析分層；澆注后，還要注意觀察模板是否發生位置移動，如果位置發生移動要及時采取固定措施。

2.2 鋼筋混凝土塑性收縮裂縫的預防措施

既然混凝土塑性收縮裂縫是由于混凝土表面水分蒸發過快所引起，那么就應當在施工過程中，加強對混凝土結構表面的養護管理，主要是采取各種保濕措施以及各種預防性防收縮性塌落措施。例如，在混凝土澆注之后，要及時用塑料薄膜覆蓋混凝土表面，對其進行覆蓋養護，以增加環境濕度，避免混凝土結構產生塌落。混凝土凝結后，也要及時進行覆蓋，以降低使混凝土內外溫差，降低溫度收縮應力，防止表面裂縫的出現。

2.3 鋼筋混凝土溫度應力裂縫的預防措施

大體積混凝土施工中產生的溫度應力裂縫，是混凝土結構內外溫差相差到一定程度后的必然結果。在施工過程中，不注意混凝土溫度應力的變化也是溫度應力裂縫產生的重要原因之一。因而在大體積混凝土施工過程中，對混凝土結構內部溫度以及由此產生的溫度應力控制具有重要意義。這就要求在施工中應當首先考慮選用低熱或中熱水泥配制混凝土，以控制水泥的水化熱溫度；其次要減少用水量及水泥用量，嚴格控制水灰比，以減少干縮、延長混凝土達到最高溫度時間。在施工中還要注意盡可能在環境溫度相對較低的情況下施工，盡量避開夏季和每一天的高溫時段，以避免結構件吸收空氣中的熱量；夏季采用低溫水或冰水拌制混凝土，降低混凝土拌和物溫度；要采用蓄水養護和覆蓋灑水養護等方式，延長混凝土表面的溫度和濕潤，以增強混凝土抵抗開裂的拉應力。使用粗骨料，以改善和易性；降低水灰比，以控制塌落度；減少水泥用量，以降低水化熱量；在混凝土結構內部預埋冷卻水管，以吸收混凝土發生水化熱反應所產生的熱量。

2.4 鋼筋混凝土裂縫的綜合性預防措施

科學的質量管理是一切產品生產的生命線，而科學的管理首先來自于科學的方法。對于混凝土產品質量管理而言，首先是要加強施工過程中的模板和支架管理，模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩定性；在施工過程中有科學和規范的看模和拆模措施。其次是必須保證施工方法的科學合理，例如對混凝土的搗振時間長度的確定要科學合理，搗振時間要充分適當。正如前文所述的，如果搗振時間過短，則容易導致混凝土不均勻；如果搗振時間過長，則又容易導致嚴重浮漿。為此，可以采取二次投料法和二次搗振法，以提高混凝土的抗拉強度，降低混凝土的收縮強度。第三是要不斷改進混凝土的澆筑工藝技術水平，例如采用分層澆注方法，再配合二次搗振法，保證混凝土結構內部密實和表面平滑。

3 鋼筋混凝土裂縫的治理措施

根據相關統計數據顯示，絕大多數的鋼筋混凝土裂縫不是由于超負荷承載造成的，而是由于鋼筋混凝土結構自身變形所致。也就是說，鋼筋混凝土裂縫大都發生于建筑施工過程之中，或者是由于材料質量不合格引起，或者是施工不當所引起，或者是養護不到位所引起。因此，在施工過程中能夠嚴把材料質量關，并嚴格執行操作規程，并加強施工管理，是保證建筑工程質量，防止混凝土結構出現裂縫的關鍵。

3.1 鋼筋混凝土裂縫的外部修補法

表面修補法包括表面涂抹水泥砂漿或者環氧膠泥，對表面進行修補的方法。表面修補法適用于對承載能力沒有影響的表面裂縫的處理，也適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。

3.2 鋼筋混凝土裂縫的內部修補法

內部修補法是用壓漿泵將水泥或者化學材料壓入裂縫，以修補裂縫，恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。如果裂縫寬度較大，可選用水泥灌漿，如果裂縫寬度較小，則適宜于化學灌漿。

3.3 鋼筋混凝土裂縫的結構修補法

當裂縫影響到砼結構的性能時，就要考慮采取加硐法對混凝土結構進行加固處理。結構加同中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。結構加固要區分局部性還是全局性的，關鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產生的主要原因后，分別根據處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對性地采取適當加固方法。

4 結語

鋼筋混凝土裂縫的出現是在施工過程中各種內外部因素綜合作用下出現的。鋼筋混凝土結構主要由鋼筋、水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成，材質不合格也是結構出現裂縫的首要原因。其次，雖然材質合格，但是如果不按照操作規程施工，或者不注意加強施工管理。例如，在水泥澆筑、起模、養護、運輸、堆放和安裝等施工過程中，均可能會因工作程序不規范和材料質量不合格等原因，鋼筋混凝土裂縫產生裂縫。因此，只有摸清每一種裂縫產生的原因，才能有針對性地對其進行預防和治理。對于鋼筋混凝土裂縫，當采取綜合性治理的措施，并且應當以預防為主，采取預防和治理并舉、內外結合的方法進行，帝就需要設計、監理、施工及用戶多方面的密切配合。只有施工合理、措施得力，鋼筋混凝土裂縫是完全可以預防和控制的。

參考文獻

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