钢筋混凝土结构常见裂缝及防治措施

钢筋混凝土结构常见裂缝及防治措施

□□ 姚文平(山西职业技术学院，山西 太原030006)

摘要：钢筋混凝土结构由于其自身的结构特点以及外部环境影响和人为因素等，常常会产生裂缝。对混凝土结构常见的裂缝，从形成原因和特征进行了分析，提出了相应的防治措施。

关键词：钢筋混凝土结构；裂缝；成因；防治

文章编号：1009-9441(2015)02-0024-03

中图分类号：TU 375

文献标识码：A

Abstract：Because of its structural characteristics，the external environment，human factors and so on，reinforced concrete structure often cracks.For common concrete structure crack，this paper analyzes its formation and characteristics，and corresponding prevention and treatment measures are put forward.

作者简介：姚文平(1968-)，女，山西应县人，从事建筑材料教学与研究工作。

收稿日期：2015-02-04

引言

钢筋混凝土具有抗压强度高、化学性质及其质量稳定、成本低、结构稳定、耐久性好、施工方便等优点，作为结构材料在建筑工程中得到了广泛应用。但由于自身的结构特点以及外部环境的影响和人为因素等，钢筋混凝土结构常常会产生裂缝。本文对混凝土结构中常见的裂缝，从形成原因和特征进行了分析，提出了相应的防治措施。

1钢筋混凝土结构塑性沉降裂缝

1.1　塑性沉降产生的原因

在新搅拌的混凝土拌合物中，骨料悬浮在水泥浆体中，水泥浆起胶结作用。但如果拌合物稠度大(即坍落度大)，或者本身配合比设计不合理，很容易产生离析、泌水现象。加之混凝土拌合物中骨料的密度大于水泥浆的密度，这样就会发生骨料下沉，而水分会在水平钢筋底部以及粗骨料底部大量集聚，随着水分的蒸发，混凝土硬化后就形成了空隙，致使接近混凝土表面的部分强度下降。当固体颗粒下沉遇到水平钢筋或摩擦侧模板时，会引起不均匀沉降，这样就在混凝土表面形成了塑性沉降裂缝。

1.2　钢筋混凝土构件塑性沉降裂缝的特征

钢筋混凝土构件塑性沉降裂缝一般表现为表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹；缝隙宽度和长度都很小，与发丝相似。

1.3　塑性沉降裂缝的防治措施

防止塑性裂缝最根本的办法是解决混凝土拌合物的和易性，增加保水性和粘聚性，降低泌水性。在实际施工中可采取以下办法：

(1)在施工之前，应根据施工环境、施工方式和方法、材料的检验结果进行实际混凝土配合比设计，在水灰比不变的情况下，减少水泥的用量。

(2)选择合理的砂率，增强混凝土拌合物的保水性、粘聚性。

(3)在施工中经常掺加适量的外加剂(如减水剂)，以提高混凝土的和易性，但要控制好其用量，用量不能太大，用量大了保水性降低，泌水性增加，粘聚性就变差，容易产生离析。

(4)采用高性能减水剂，保证良好的流动性，同时有效地改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性。

(5)根据实际情况，正确选用水泥品种。

(6)在施工中还要考虑搅拌时间，若搅拌时间短了搅拌不均匀，搅拌时间过长又会造成离析泌水。另外，施工中还需考虑浇筑高度，浇筑高度对塑性沉降裂缝有影响。

2钢筋混凝土结构受力裂缝

2.1　受力裂缝产生的原因

受力裂缝是混凝土强度较低的情况下，由于人为因素和自然环境在施加力或振动下产生的，它的危险是很难预测的。其形成原因有：

(1)钢筋混凝土结构在强度低或者弹性模量不很高的情况下，人为地施加了超过其本身所能承载的施工荷载。

(2)就钢筋混凝土结构本身而言，在没有达到设计强度要求的情况下而过早地拆除了底部模板，使其过早地承受荷载，致使受拉区出现不能恢复的裂缝。

(3)在钢筋混凝土地下工程结构中，由于措施不力或施工方法欠妥而使得地下水位上升，底部混凝土结构在凝结之前过早地受到了水压作用，造成受力不均，也可能形成裂缝。

2.2　受力裂缝的特征

(1)裂缝较大，在长度和深度方向有明显变化。

(2)裂缝与主筋方向垂直。

2.3　受力裂缝的防治措施

(1)严格执行《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》等，合理配置钢筋，做到不偷工减料、不以次充好，施工前应做钢筋混凝土最大荷载的测定。

(2)施工时，钢筋混凝土构件所承受的外力绝不能超过其承载能力。

(3)制定严格的施工操作规程，并认真实施，严格管理，不能为了赶工期而不等混凝土完全硬化、强度尚未达到要求而急于施工。

(4)不能过早地拆除模板、模具。

(5)施工前应充分调研，了解、掌握当地的地质与气象资料，如地下水位情况、施工地区的气象环境等，根据实际情况制定施工方案，做到具体问题具体分析。

(6)在地下防水工程中，应做基坑的降排水，在底板混凝土浇筑时，要连续不间断地进行降水作业，保证地下水低于混凝土底板地面至少在7天以上。

3钢筋混凝土塑性收缩裂缝

3.1　塑性收缩裂缝产生的原因

混凝土塑性收缩是混凝土处于塑性阶段出现的。这时由于基层、模板的吸水或漏水以及外界高温或大风造成混凝土表面水分蒸发过快等原因，内部的水分不断地向表面移动，致使混凝土体积急剧收缩，同时这种收缩又受到骨料、钢筋的约束而引起拉应力，由于此时钢筋混凝土的强度低而引起收缩裂缝。

3.2　塑性收缩裂缝的特点

混凝土塑性收缩裂缝通常表现为顺筋方向表面开裂，多呈中间宽、两端细且长短不一，它是在混凝土仍处于塑性时出现。

3.3　防止塑性收缩裂缝的措施

(1)在混凝土浇筑施工之前应把基层、模板浇水均匀湿透，应避免施工后这二者过多地吸收水分。

(2)按照设计的配合比施工，严格控制水灰比。

(3)掺加高效减水剂，以增加混凝土的和易性，减少水泥和水的用量。

(4)加强养护，采取必要的防风措施，防止水分过快蒸发，例如在上面覆盖麻片、塑料薄膜和湿的草席等。

(5)保持混凝土终凝前表面湿润，或者在表面喷洒养护剂或涂层等养护，以防水分过多蒸发。

4干缩裂缝

4.1　干缩裂缝产生的原因

干缩裂缝往往出现在钢筋混凝土构件硬化后，其根本原因是其内部水泥石脱水收缩体积变小引起的。混凝土拌合物中的骨料的收缩小于水泥石，所以对水泥石有约束力，在水泥石中产生了拉应力，当拉应力大于钢筋混凝土的抗拉强度时，就形成了由表及里的干缩裂缝。

4.2　干缩裂缝的特点

(1)干缩裂缝的形状多为平行线状或网状浅细裂纹，是表面性的，宽度多在0.05~0.2 mm之间。

(2)干缩裂缝常常是较薄的梁板沿其短向分布，而大体积钢筋混凝土结构多出现在平面部位。

4.3　防止干缩裂缝的措施

(1)根据施工的实际情况合理选用水泥，改用中低热水泥或者粉煤灰水泥。

(2)减少用水量，降低水灰比。

(3)掺加合适的减水剂。

(4)加强养护措施，延长养护时间，涂刷养护剂、防水涂料养护。

5水化收缩裂缝

5.1　水化收缩裂缝产生的原因

水泥在钢筋混凝土结构中作为胶结材料，在水化反应中生成一系列的化合物，由于在水化反应过程中体积发生了变化，其结晶相与凝胶相在已形成的水泥石骨架内产生孔隙，导致裂缝的产生。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1%～2%。

5.2　防止水化收缩的措施

(1)混凝土浇筑完毕的12 h以内，需在表面上先覆盖塑料薄膜，然后再覆盖麻袋之后浇水。

(2)在冬季是不需要给钢筋混凝土构件浇水的，只需在上面铺设塑料薄膜或麻袋、草袋覆盖，这样既可以维持水分，使之不易挥发，同时又保温防冻，减小因水化产生的体积收缩。

(3)夏季施工时由于气温高、湿度低、干燥快，所以应优先采用水养护的方法连续养护。特别是在浇筑后的最初一两天，要保证钢筋混凝土构件一直处于充分湿润的状态。

(4)对于大面积的平板类工程，采用养生液养护较为实用和方便。

6温差胀缩裂缝

6.1　温差胀缩裂缝形成的原因

温差胀缩裂缝形成的原因分为内部因素和外部因素。

(1)内部原因是水泥水化热积蓄，混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生了大量的水化热，这样造成与外界的温差过高，再加上钢筋混凝土构件体积一般较大，会出现混凝土表面散热很快，而积聚在混凝土内部的大量的水化热不易散发，形成了较大的内外温差，引起内外热胀冷缩程度不同，导致钢筋混凝土构件表面承受较大的内应力。当温差逐渐增大，这种内应力超过了钢筋混凝土的极限抗拉强度时就产生了裂缝。

(2)外部原因主要有外部冰霜和气候骤变。当温度变化较大时，钢筋混凝土表面温度急剧下降而产生收缩，形成裂缝。

6.2　温差胀缩裂缝的特点

(1)钢筋混凝土的深层或贯穿裂缝走向一般与主筋方向平行或接近平行。

(2)裂缝宽度受温度变化的影响大，热胀冷缩较明显。

6.3　防止温差胀缩裂缝的措施

(1)根据当地的气候特征，合理选用水泥，尽量选用低热水泥或中热水泥，如粉煤灰水泥、矿渣水泥，以减少水化放热，防止裂缝产生。

(2)在混凝土拌合物中适量掺加高效减水剂或粉煤灰，这样就减少了水泥的用量，降低了水化热，防止了裂缝的产生。

(3)对混凝土进行表面保温和内部降温，同时宜进行测温，监控混凝土的内外温差及降温速度，据此调整保温层的厚度。

(4)合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于混凝土散热。

(5)加强养护，延长养护时间，在寒冷季节施工，应对混凝土表面设置保湿措施。

(6)大体积混凝土施工时，留有一定的收缩缝。

7结语

钢筋混凝土构件是一种脆性材料，在工程中应用非常广泛。但在施工中由于种种原因，经常会出现裂缝现象。如何有效地防止裂缝的产生，一直是学术界和工程界努力研究、不断探讨的问题。本文结合工程实践，对防止混凝土裂缝提出以下观点：

(1)钢筋混凝土构件由于原料品种、规格及其质量不完全相同，施工条件、环境因素不相同，裂缝的成因多种多样，在工程实践中需要具体问题具体分析。应根据裂缝产生的具体原因，从材料、配合比、施工措施等多方面采取综合措施，才能取得比较满意的效果。

(2)混凝土拌合物从浆体到初凝、终凝直至硬化，是一个复杂的物理、化学过程，由于其反应机理的复杂性，出现裂缝的原因也是复杂多变的。只有不断地探索研究，不断地实践，才能防治裂缝。

(3)应积极研究应用新型材料，掺加外加剂，改善混凝土的脆性，提高混凝土的抗裂性。

Common Reinforced Concrete Structure Crack and Prevention Measures

YAO Wen-ping

(Shanxi Polytechnic College，Taiyuan，Shanxi，030006，China)

Key words：reinforced concrete structure；crack；cause；prevention and treatment

(编辑盛晋生)

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北京建工学院监制

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