鋼筋混凝土裂縫成因分析與預(yù)防控制措施研究

陽春雄

（身份證號：450322198707152038）

鋼筋混凝土裂縫成因分析與預(yù)防控制措施研究

陽春雄

（身份證號：450322198707152038）

主要研究鋼筋混凝土裂縫的成因及其預(yù)防控制措施，介紹了材料因素、施工工藝因素、早期載荷作用和環(huán)境因素等主要的鋼筋混凝土裂縫成因，同時(shí)對鋼筋混凝土裂縫預(yù)防控制措施進(jìn)行了討論。

鋼筋混凝土；裂縫；預(yù)防控制措施

混凝土是現(xiàn)代建筑工程中必不可少的建筑材料，其材料來源豐富、成本低，具有較高的可塑性，可配制成不同的強(qiáng)度等級，能夠滿足不同施工的要求，耐久性好。混凝土是高度不均勻體內(nèi)部收縮不一致導(dǎo)致的，其產(chǎn)生的微觀裂縫理論上是不可避免的，這對結(jié)構(gòu)的安全性帶來了一定的不利影響。本文分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因，并介紹了相應(yīng)的預(yù)防控制措施，對確保建筑結(jié)構(gòu)安全性有著重要意義。

一、鋼筋混凝土裂縫成因分析

鋼筋混凝土的裂縫成因十分復(fù)雜，多種因素都有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。

（一）混凝土原材料因素

控制混凝土砂石骨料的含泥量和泥塊含量，含泥量和泥塊含量較大時(shí)，易產(chǎn)生較大的收縮，導(dǎo)致混凝土開裂；選用質(zhì)地堅(jiān)硬、細(xì)度模數(shù)2.6～2.9的中砂，級配良好的碎石?？刂扑囝w粒組成和比表面積，水泥顆粒過細(xì)，比表面積大，早期水化反應(yīng)迅速，水化熱大，容易導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。選用需水量小的優(yōu)質(zhì)Ⅱ級粉煤灰和收縮率比小的化學(xué)外加劑。

混凝土骨料砂石中往往有著較大的含泥量以及其他雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會影響混凝土結(jié)構(gòu)抗拉性能，骨料中甚至可能存在著膨脹類雜質(zhì)，這和鋼筋混凝土干縮的性質(zhì)相悖，造成混凝土拉伸裂縫。在混凝土拌制過程中，水泥、砂石、外加劑的選擇和用量也對結(jié)構(gòu)裂縫的形成有著一定的影響，不合理的配合比、不符合質(zhì)量要求的材料都有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。

（二）施工工藝影響

塑性裂縫是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑初期，結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生了不規(guī)則性收縮裂縫。這種塑性裂縫和混凝土的坍落度有關(guān)，振搗時(shí)間過長會造成骨料下沉、水泥漿上浮的情況，骨料分離，最終造成混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫。與此同時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)階段防護(hù)措施不利也會加劇塑性裂縫的傾向，表面水分蒸發(fā)過快會致使表面混凝土迅速蒸發(fā)，最終導(dǎo)致開裂。在施工過程中，模板支撐剛度不足、構(gòu)造形式不合理以及基礎(chǔ)下沉、模板底部漏水漏漿和拆模過早等不當(dāng)施工操作也可能導(dǎo)致鋼筋混凝土裂縫。除此之外，如果鋼筋表面清潔工作不徹底，存在污染、油污、鐵銹，或者澆筑振搗過程中造成了鋼筋移位，又或者混凝土保護(hù)層設(shè)置不合理，也可能會造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。

（三）早期載荷作用

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有較高的抗壓性能，但是抗拉性能較差，承受不同形式的載荷，將產(chǎn)生不同形狀的裂縫，裂縫方向一般和拉應(yīng)力方向相交?；炷聊淘缙趶?qiáng)度不高，在結(jié)構(gòu)施工過程中，操作不當(dāng)、拆模過早、構(gòu)件運(yùn)輸堆放、吊裝過程操作不規(guī)范和超標(biāo)的預(yù)應(yīng)力值都很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。

（四）環(huán)境因素

環(huán)境對鋼筋混凝土的影響主要表現(xiàn)在溫度和濕度兩方面，混凝土結(jié)構(gòu)同樣有著熱脹冷縮的物理性質(zhì)，而混凝土結(jié)構(gòu)抗拉性能較差，導(dǎo)熱性差，如果結(jié)構(gòu)周圍溫度發(fā)生了較大變化，混凝土表面溫度也將隨之變化。但是，混凝土內(nèi)部溫度變化將明顯滯后于混凝土表面，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，最終導(dǎo)致鋼筋混凝土出現(xiàn)表面裂縫。與此同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)暴露在工期中，水分逐漸蒸發(fā)，混凝土表面將產(chǎn)生明顯的干縮現(xiàn)象，干縮有著先快后慢的變化規(guī)律，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或者超厚、超長構(gòu)件更容易出現(xiàn)干縮裂縫，在拌制過程中添加微膨脹劑能夠進(jìn)行有效的控制。

二、鋼筋混凝土裂縫預(yù)防控制措施

主要介紹了材料控制、施工工藝優(yōu)化等裂縫預(yù)防控制措施及表面修補(bǔ)為主的裂縫治理措施，經(jīng)過比較，我們認(rèn)為：通過對設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和對施工過程的控制，能夠有效地避免混凝土裂縫，相比于裂縫治理更加經(jīng)濟(jì)。

（一）預(yù)防措施

1、材料控制

骨料：要選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好的粗骨料,減少骨料的空隙率，增加骨料的填充率，注意石料不能出現(xiàn)堿性反應(yīng)，同時(shí)，嚴(yán)格控制有害物質(zhì)和粘土等雜質(zhì)含量，細(xì)骨料的選擇重點(diǎn)考慮級配的合理性，選擇填充率較大的砂料，同樣注意有害物質(zhì)和含泥量不能超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

水泥：水泥的選用要結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況，在施工成本允許的情況下要盡量選擇（級配好、比表面積適中）強(qiáng)度高、水化熱低的水泥，安定性不合格的水泥不能使用，保證其在滿足強(qiáng)度要求的前提下降低水泥的用量，控制混凝土水化熱。

混凝土：為了獲得需要的性能，混凝土中需要摻加一定的外加劑，外加劑的用量和品種都要嚴(yán)格控制；為了控制收縮變形，要進(jìn)一步減少水和水泥的用量，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級，同時(shí)重視養(yǎng)護(hù)工作，避免養(yǎng)護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致的裂縫。

鋼筋：鋼筋數(shù)量和品種的選取要根據(jù)構(gòu)件抗裂性能的要求選擇，在混凝土澆筑振搗過程中，要格外注意保護(hù)鋼筋，避免鋼筋位置出現(xiàn)偏移；在混凝土澆筑之前，要重點(diǎn)檢查鋼筋的清潔性，確保鋼筋表面無鐵銹、油污、泥土等雜質(zhì)，確保鋼筋和混凝土之間的充分貼合。

2、設(shè)計(jì)措施

為了控制鋼筋混凝土裂縫，要求在滿足使用要求的前提下，建筑的平面布置應(yīng)該追求簡單，避免可能造成較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)形式，控制建筑長高比，豎向剛度合理分布，提高結(jié)構(gòu)的不均勻沉降抗性，避免不均勻沉降造成的結(jié)構(gòu)裂縫。在配置鋼筋時(shí)，尤其是選擇受力計(jì)算模型假設(shè)時(shí)，受力鋼筋和配筋的選擇工作都要認(rèn)真進(jìn)行，將配筋在抑制裂紋發(fā)展方面的作用充分地發(fā)揮出來。合理選擇鋼筋間距，在斷面較大的梁中要設(shè)置腰筋，大跨現(xiàn)澆板則需要在中心位置設(shè)置構(gòu)造筋。在整體結(jié)構(gòu)方面，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式選擇合適的剛度，不能隨意改變構(gòu)件之間的約束關(guān)系，通過對結(jié)構(gòu)剛?cè)崤袛?、協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)剛?cè)岜壤鹊却胧┍苊怃摻罨炷潦芰Τ^其承載極限，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

（二）控制措施

1、施工工藝方面

科學(xué)合理的施工工藝能夠有效地控制混凝土裂縫，施工操作應(yīng)該根據(jù)施工工藝規(guī)程進(jìn)行，認(rèn)真開展原材料的抽樣檢驗(yàn)，進(jìn)行混凝土配比的對比實(shí)驗(yàn)，高溫干熱或者雨后應(yīng)該進(jìn)行原料的含水量測試，控制施工配合比，提高混凝土施工質(zhì)量。

2、混凝土拌合澆筑、運(yùn)輸

嚴(yán)格按照配合比投料，在1-2min內(nèi)完成拌合，提高混凝土的和易性，避免出現(xiàn)離析。為了減少運(yùn)輸時(shí)間，拌制站應(yīng)該布置在距施工現(xiàn)場較近的區(qū)域內(nèi)，采用分層澆筑的施工形式，單層厚度不能超過30cm，振搗時(shí)振搗棒要插入到上一層5-10cm。當(dāng)混凝土表面氣泡均勻，無明顯沉降時(shí)表示振搗充分。在混凝土運(yùn)輸過程中，不能出現(xiàn)離析；選擇混凝土攪拌罐車運(yùn)送，不能存在漏漿的問題；從出機(jī)到澆筑時(shí)間，其間隔不能超過90min；在高溫運(yùn)輸過程中，要及時(shí)檢測混凝土坍落度并進(jìn)行調(diào)整。

3、坍落度控制

坍落度主要用于評價(jià)混凝土的和易性，施工中通過對坍落度的準(zhǔn)確控制能夠提高混凝土內(nèi)在強(qiáng)度，同時(shí)改善混凝土表面光潔度。高溫施工時(shí)，一些施工方忽視了高溫對坍落度的影響，導(dǎo)致混凝土和易性差，最終導(dǎo)致表面產(chǎn)生了蜂窩、麻面等缺陷，內(nèi)在強(qiáng)度下降，容易出現(xiàn)混凝土裂縫。

結(jié)語

建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是一種嚴(yán)重的質(zhì)量問題，對建筑工程的安全性和耐久性有著重要的影響，需要采取必要的措施進(jìn)行控制，在明確裂縫成因的前提下采取必要的預(yù)防措施和治理措施減小裂紋危害，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

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1007-6344（2015）12-0337-01

陽春雄，性別：男；民族：漢；籍貫：廣西桂林；出生日期：1987年7月；學(xué)歷：本科學(xué)歷；職稱：助理工程師；身份證號：450322198707152038