鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因及控制分析

張志巍劉 湛/ . 沈陽金晨建筑設(shè)計(jì)有限公司 . 沈陽現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力工程有限公司

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因及控制分析

張志巍1劉 湛2/ 1. 沈陽金晨建筑設(shè)計(jì)有限公司 2. 沈陽現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力工程有限公司

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，是建筑上比較常見的幾個(gè)問題之一，這個(gè)問題不僅影響建筑的整體外觀，還大大的降低了整個(gè)建筑的質(zhì)量。及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，找出產(chǎn)生問題的原因，并找到解決對(duì)策，是施工人員要完成的工作。本文對(duì)裂縫的成因以及解決產(chǎn)生裂縫的方法做一定的探討。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；成因；控制

引言

隨著社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)的要求也變得越來越高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題對(duì)于建筑來說是不可避免的，國家已經(jīng)出臺(tái)了規(guī)定，要求建筑物的使用時(shí)間不能低于50年，但是大部分的建筑商提供的材料并不能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一般使用20年就會(huì)出現(xiàn)各種問題。所以怎樣解決裂縫問題，提高建筑的質(zhì)量是如今行業(yè)內(nèi)比較重視的問題。

一、常見的鋼筋混凝土裂縫的類型

1.在建筑物四角的斜裂縫，與墻呈大約45度角，寬度不大于1.0mm。

2.板面沿順鋼筋方向的裂縫。

3.板上面沿墻邊或梁邊的裂縫。

4.沿PVC管線在板內(nèi)埋設(shè)位置的裂縫。

5.沿在樓板留置的施工縫或后澆帶位置的裂縫。

6.分布在板面上的不規(guī)則裂縫，裂縫比較窄，深度也非常的小。

二、形成裂縫的常見原因

1.荷載裂縫。

鋼筋結(jié)構(gòu)由于負(fù)重過大進(jìn)而導(dǎo)致逐漸的變形，最終產(chǎn)生裂縫。這種類型的裂縫通常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)受到拉力和振動(dòng)比較強(qiáng)烈的地方。而產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)閷?duì)現(xiàn)場勘察不夠仔細(xì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不合理，鋼筋混凝土的負(fù)重能力不夠大，在長期壓力過大的情況下，結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

2.溫度裂縫。

對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑完畢之后，結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，這些熱量被封閉在建筑內(nèi)部，不能及時(shí)的發(fā)散出來，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度大量升高，這樣就會(huì)和混凝土結(jié)構(gòu)外部的溫度形成溫度差，內(nèi)外溫差加大，就會(huì)導(dǎo)致受力的不平衡，根據(jù)熱脹冷縮，內(nèi)外的拉力變得越來越大，長此以往，結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生裂縫.由于混凝土是由水泥、鋼筋等等各種不同的物質(zhì)形成的混合物，所以內(nèi)部材料的分布必定是不均勻的，這導(dǎo)致各部分受力的不平衡，而混凝土抗拉強(qiáng)度及抗拉變形的不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無法抵抗外力的作用，從而產(chǎn)生裂縫。

3.塑性收縮引起的裂縫 。

這種類型的裂縫一般出現(xiàn)在比較干熱天氣或刮風(fēng)天氣,形狀像干燥的泥漿面。裂縫的形狀大部分是中間部分較大越往兩端裂縫越小，裂縫的分布位置是沒有規(guī)律的，形狀的大小也由于受力的不同而不同。這種裂縫產(chǎn)生的原因是因?yàn)榛炷恋谋砻嫠直绕饍?nèi)部揮發(fā)的要快，所以表面產(chǎn)生了快速的收縮現(xiàn)象，容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的大小和水分蒸發(fā)的多少和快慢有著直接的關(guān)系。外部環(huán)境的空氣濕度，溫度以及影響蒸發(fā)的風(fēng)力等原因，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)表面的蒸發(fā)造成影響。外部的溫度越高，空氣濕度越小，風(fēng)力越大，混凝土的水分流失的就越快，裂縫產(chǎn)生的就越多、越大。

4.水泥水化熱引起的裂縫 。

當(dāng)鋼筋混凝土的體量越大時(shí)，水化熱就越不容易發(fā)散出來。隨著水化過程的進(jìn)行，結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，這些熱量由于無法及時(shí)的從結(jié)構(gòu)內(nèi)部散發(fā)出來，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫度差越來越大，結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與外部的受力相差也越來越大，當(dāng)這個(gè)溫度應(yīng)力的數(shù)值超過了鋼筋混凝土所能夠承受的最大拉力值時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

5.混凝土干縮引起的裂縫 。

混凝土發(fā)生硬化時(shí),會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的干燥收縮而引起體積變化。當(dāng)這種體積變化受到限制時(shí),位于結(jié)構(gòu)兩端的固定梁,高配筋率的梁,或是澆筑在老混凝土上或堅(jiān)硬巖石上的新混凝土,都可能產(chǎn)生這種裂縫。

6.堿一骨料反應(yīng)(AAR)引起的裂縫 。

將混凝土和水進(jìn)行攪拌之后，水泥中的堿不斷溶解到水泥當(dāng)中去,這種堿液與活性骨料中的活性氧化發(fā)生化學(xué)反應(yīng),析出膠狀的堿―硅膠,并從周圍環(huán)境中吸收水分,體積可以增大到三倍,從而使得混凝土發(fā)生脹裂,特點(diǎn)就是裂縫中產(chǎn)生白色沉淀的膠體,呈雜亂的“地圖”狀。

三、裂縫控制的具體方法

在裂縫的修補(bǔ)方面有兩種方法，一種是表面修補(bǔ)法，另一種是內(nèi)部修補(bǔ)法，這兩種修補(bǔ)法分別對(duì)產(chǎn)生縫隙的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)，方法也是不同的。

1.表面修補(bǔ)法。

這種修補(bǔ)法比較適合于對(duì)負(fù)重沒有影響的表面和進(jìn)深裂縫，以及大面積細(xì)裂縫防滲、漏水的處理。

2.內(nèi)部修補(bǔ)法。

所謂的內(nèi)部修補(bǔ)法是指用專業(yè)的機(jī)器——壓漿泵把膠結(jié)料壓入混凝土上的裂縫當(dāng)中，膠結(jié)料在裂縫里硬化逐漸和裂縫融為一體，是原本因?yàn)楫a(chǎn)生裂縫而不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)重新趨于穩(wěn)定。這種修補(bǔ)的方法主要用于對(duì)整體性要求比較高的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，這種結(jié)構(gòu)不能隨意的進(jìn)行拆解修復(fù)，所以在處理這些裂縫的時(shí)候，要采用不影響整體結(jié)構(gòu)的情況下還能盡量修復(fù)的方法，而表面修補(bǔ)法恰恰符合這種要求。

3.荷載裂縫的控制。

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師要對(duì)混凝土的設(shè)計(jì)規(guī)范有詳盡的了解，并且要按照規(guī)定對(duì)可能出現(xiàn)裂縫的部位進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，通過計(jì)算再在這些結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行合理的預(yù)防措施，盡量減少裂縫的產(chǎn)生。

4.溫度裂縫的控制。

由于混凝土水化而產(chǎn)生的熱量是無法避免的，所以在施工前就要提前做好散熱的措施，避免結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度差距過大，可以對(duì)混凝土外部進(jìn)行噴水、遮陽等措施，讓內(nèi)部產(chǎn)生的熱量及時(shí)的散發(fā)出來，或者是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔熱措施，使得內(nèi)外受熱盡可能的相近。另一方面，在進(jìn)行噴水散熱時(shí)，也可能引起塑性收縮，又會(huì)產(chǎn)生裂縫，為了避免這些不必要的裂縫產(chǎn)生，在選取混凝土材料時(shí)就要嚴(yán)格挑選，按照產(chǎn)生裂縫最少的最優(yōu)比例選擇質(zhì)量最高的材料，同時(shí)在材料中加入可以降低材料收縮的外加劑，從材料到結(jié)構(gòu)再到預(yù)防措施，每一份都準(zhǔn)備充分，將裂縫產(chǎn)生的可能性降到最低。

5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制 。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理程度在很大程度上影響著結(jié)構(gòu)的質(zhì)量高低。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要注重外部的美觀，更要注重內(nèi)在結(jié)構(gòu)的不同會(huì)對(duì)整體造成的影響，譬如建材的選擇，不同的結(jié)構(gòu)需要的造價(jià)等等，只有當(dāng)對(duì)每一部分都進(jìn)行最合理的安排，對(duì)可能出現(xiàn)的變量做及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施，建筑質(zhì)量才能提高。而鋼筋混凝土上裂縫的產(chǎn)生可能是由以下幾個(gè)原因造成的：

(1)未考慮混凝土因變形而產(chǎn)生裂縫的可能，沒有配制相應(yīng)的抗裂鋼筋。

(2)沒有考慮對(duì)結(jié)構(gòu)的限制太大對(duì)產(chǎn)生裂縫的不利影響。

(3)采用高強(qiáng)混凝土雖然降低了自重荷載，但沒有考慮高強(qiáng)混凝土增加開裂的可能性，缺乏必須的抗裂要求。

因此，鋼筋混凝土在設(shè)計(jì)的時(shí)候要著重于加強(qiáng)抗裂方面的要求，并在比較容易發(fā)生變形的地方多配置上一個(gè)構(gòu)造鋼筋。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制措施有：

(1)增加混凝土耐久性要求，并提出具體的耐久性指標(biāo)。

(2)混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)不同的情況進(jìn)行具體分析，對(duì)于有可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形的部位要配制適應(yīng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋。

(3)對(duì)于要求比較嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)要留有產(chǎn)生形變的余地，對(duì)于某些變形能力差的結(jié)構(gòu)之間可以設(shè)立一個(gè)滑動(dòng)層。

(4)提前找出可能產(chǎn)生裂縫的部位，在這些部位增配構(gòu)造筋，構(gòu)造筋最好采用直徑較小的變形鋼筋，也可采用鋼筋網(wǎng)片。

(5)在負(fù)重和結(jié)構(gòu)要求允許的情況下，盡量使用強(qiáng)度比較低的混凝土。

四、結(jié)束語

鋼筋混凝土的裂縫問題是一個(gè)長久存在的問題，找到產(chǎn)生裂縫的原因并及時(shí)的修復(fù)，還需要做許多的研究工作。裂縫的類型，產(chǎn)生的原因，以及怎樣避免產(chǎn)生這些裂縫，是目前建筑業(yè)一直研究的問題。本文對(duì)裂縫作了各方面的探討，提出了自己的看法，希望對(duì)施工人員有一定幫助。

[1]閆京濤. 給排水工程構(gòu)筑物的裂縫成因及控制[J]. 特種結(jié)構(gòu),2016,(01):18-21.