现浇钢筋混凝土结构裂缝原因分析与预防

刘 新 王 毅

一、收缩裂缝

1.此种裂缝多发生于新浇混凝土的板面、地面或具有较大面积的构件表面,裂缝形状很不规则,长短不一,互不连惯。产生这类裂缝的原因主要是混凝土多为室外露天浇筑。浇筑后混凝土表面受到日晒、风吹的影响,使新浇混凝土表面水分蒸发过快,即蒸发速度大于泌水带度,表面混凝土的收缩受到底层混凝土的约束,使正在硬化的混凝土产生拉应力,从而导致混凝土表面裂缝。塑性裂缝一般在混凝土浇筑后4h左右形成,开始不很明显。

防止产生这种裂缝的有效方法是:尽可能减少混凝土表面与内部的相对体积变化的差异。混凝土浇筑后振捣要密实;水、水泥、砂、石子用量要严格控制且配合比要合理;对祼露表面应及时覆盖,加强养护;对高温、大风天气施工的混凝土应及时抹压,防止裂缝继续发生。

2.干缩裂缝

这种裂缝多发生于混凝土终凝前后,也有表面裂缝,宽度一般为0.05~0.2mm,个别情况也有大于0.2mm的。终凝前出现裂缝,较薄的流媒体、板类构件多沿短方向分布;凝固后期的裂缝一般较宽较深,此时出现的干缩裂缝一般均匀地分布于相邻两钢筋之间并与钢筋平行。产生这种裂缝的原因主要是混凝土在硬化过程中,由于环境气候条件的影响,混凝土表面的水分蒸发,水泥石中的凝胶体逐渐干缩产生初始应力,引起混凝土干缩裂缝。

控制和减少这种裂缝的有效方法是,加强早期混凝土养护工作,特别要加强初凝和终凝前后的养护。砂、石含泥量应严格控制,且级配要合理,对于长期堆放露天的构件应覆盖袋或草帘,避免暴晒。

二、温度裂缝

混凝土受水泥水化热作用、大气及周围温度、电气焊接等因素影响而冷热变化时,发生收缩和膨胀,产生温度裂缝。由于水泥水化热引起的裂缝一般产生于大体积混凝土,裂缝多平行于结构的短边,由于环境温度变化而产生的温度裂缝可能惯穿整个杆件截面。由电气焊兿引起的裂缝一般产生于施焊构件的周围。

1.施工期裂缝

大体积混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量的水化热,内部温度不断上升,使混凝土外部和内部形成较大的温差,而施工又未采取有效的技术措施时,将导致混凝土内外温度急剧变化而产生的温度裂缝。

防止这种裂缝产生的方法是:降低混凝土的内外温差,即施工中尽量选用水化热较低的水泥;混凝土表面采取保温养护措施;炎热天气浇筑大体积混凝土时,宜采用冷水(低于气温)搅拌混凝土。另外,蒸汽养护混凝土构件时,升温降温速度都不能过快。

2.环境温度变化裂缝

对处于环境温差较大的高温车间、冷库、浴室等由于温度骤变,容易产生温度裂缝。裂缝一般平行于梁板结构的短边。一些现浇框架结构,也易产生温度裂缝,严重时可以惯穿杆件整个截面。

防止这种裂缝产生的方法是改进结构设计,对受高温或冷冻影响的结构应做好保温散热处理,防止内外温差变化过大造成裂缝。

3.电气焊接裂缝

预制构件安装时预埋件因焊接措施不当,使预埋件附近混凝产生裂缝,也是一种温度裂缝。

防止这种裂缝产生的方法是:在施焊时可采取分段分层施焊等措施,并对预埋件周围的混凝土做好隔热处理,防止局部混凝土因温度过高而产生裂缝。

三、钢筋锈蚀裂缝

当保护层混凝土碳化或混凝土不密实、保护层厚度不足时,钢筋在一定的环境条件下将发生锈蚀,削减钢筋的断面,同时铁锈膨胀可引起混凝土开裂,破坏混凝土与钢筋之间的粘结力,削弱混凝土与钢筋的共同工作,聊低结构的耐久性。

预防的方法:保证有足够的混凝土保护层厚度,混凝土浇筑要密实,及时维修损坏 的和有裂缝的混凝土。在生产工艺方面,要减少蒸汤、有害气体的结构四周的溢散,对有侵蚀性气体、粉尘作用的厂房,应加强自然通风和强制通风。

四、受力裂缝

结构受外力作用而产生的裂缝称为受力裂缝。普通钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。但有些构件因改变使用功能、荷载增大、设计有误、截面减小、钢筋用量不够、施工质量差、原材料质量不合格、混凝土强度降低以及已有建筑物耐久性不足引起的承载力下降等都可能加剧裂缝的开展,使裂缝宽度超过允许范围。就梁板结构来说,受力裂缝一般有垂直裂缝、压区裂缝和斜截面裂缝等几种。

防止受力裂缝超过允许范围的方法是:对于改变使用功能的结构,如果外加荷载有所增大,要对原结构进行验算并采取措施,使其满足设计要求后方能使用。

五、水汤安定性不良产生的裂缝

由于水泥安定性不良使混凝土产生裂缝,裂缝的形式通常肈用结构的表面,形状如同龟裂,严重的可使构件弯曲、松脆或崩溃。水泥安定性不良主要是水泥熟料烧结不充分而产生较多的游离氧化钙,它在凝结硬化过程中水化很慢,当水泥已经凝结硬化后它还在继续起水化作用,破坏已经硬化的水泥石结构,使结构构件的体积发生不均匀变化而产生裂缝。使用安定性不良的水泥会降低结构或构件的承载力,严重的还会造成结构的承载力破坏。

防止这种裂缝产生的方法是:混凝土在施工前应认真检查水泥安定性,当确认安定性稳定后,还要进行性能检验,合格后才能用于施工。

六、地基不均匀沉降产生的裂缝

由于地基沉降不均匀也可引起梁板裂缝。不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉降情况有关,一般表现为垂直或噖30。～45。角方向发展。

防止这类裂缝产生的方法是:地基必须进行认真勘测,充分掌握地基下的土质特征,如果遇到软弱土层,应对地基进行处理,保证地基满足设计要求,同时还应注意基础周围的排水状况,防止地面水浸泡基础下的土层。

总之,为了尽可能防止混凝土结构裂缝产生,需要不断提高设计、施工质量,把好原材料质量关,采取有效措施,提高混凝土结构的耐久性,加强对建筑物的使用管理,避免随意增大荷载,注意经常性的维护和维修。