钢筋混凝土裂缝成因及其防治措施

(新疆大学建筑工程学院 新疆 乌鲁木齐 830047)

钢筋混凝土裂缝成因及其防治措施

姜思凡罗文功

(新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047)

在现代工程建设中，钢筋混凝土结构具有广泛的应用。但混凝土裂缝对结构耐久性等有重大影响，本文对钢筋混凝土裂缝进行了分类，讲述了混凝土裂缝对构件造成的危害，总结了造成钢筋混凝土裂缝出现的原因，并提出了一些处理防治措施。

钢筋混凝土；裂缝；成因；防治措施

引言

钢筋混凝土作为当今社会一种较为普遍的结构材料，已经被大家所熟知，由于其结构承载力较大并且价格较其他材料价格较为低廉，而被广泛用于房屋建筑，桥梁堤坝等工程中。然而裂缝是混凝土结构中出现的一种较为普遍的缺陷，也是施工和科研人员面临的一个较为棘手的问题。它不仅影响着结构的外观，更是影响着混凝土结构的强度和耐久性。许多混凝土结构的破坏都是从裂缝开始的，为了保证建筑结构的安全性，耐久性以及适用性，就必须了解裂缝产生的成因以及必要的防治措施。

一、钢筋混凝土裂缝分类

(一)按尺寸分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝指我们肉眼看不到细而短的裂缝[1]。它是钢筋混凝土结构中固有的裂缝，尺寸相对较小，通常情况下不会超过0.05mm。一般产生于钢筋混凝土凝结硬化过程中，对钢筋混凝土的徐变、强度、刚度、弹塑性以及化学反应等有着较大的影响。其主要可以分为三种类型：① 砂浆裂缝：水泥砂浆内部的裂缝，通常存在于骨料和骨料间。②粘结裂缝：水泥砂浆和骨料粘结面上的裂缝，一般围绕着骨料出现。③ 骨料裂缝：所用骨料本身所拥有的裂缝。

大于或等于0.05mm的裂缝均可以称作是宏观裂缝，它是由微观裂缝拓展而来。

(二)按强度分为有害裂缝和无害裂缝。并不是所有的裂缝都是有害的[2]。通常而言，钢筋混凝土裂缝出现后，通过一定的修补措施，都不至于造成较大的损失。无害裂缝是指对结构的承载力以及耐久性都不会产生影响的位于表面的裂缝。世界各地对于混凝土裂缝宽度都有一个允许限值，例如在干燥环境条件下，我国的裂缝允许限值是0.2～0.3mm[3]，而且有些裂缝是可以自动愈合的，其机理是硬化水泥砂浆中的氢氧化钙和周围空气和水分中的二氧化碳进行反应，生成的碳酸钙以及氢氧化钙结晶聚集在裂缝中，与水泥砂浆，骨料发生粘结作用，进而使裂缝得到密封，通常情况下，认为宽度小于0.15～0.2mm的裂缝是可以自动愈合的，有害裂缝是指那些宽度较大，深度较深的裂缝，它对于钢筋混凝土结构的承载力以及耐久性具有较大的影响。

二、钢筋混凝土结构裂缝的危害

钢筋混凝土结构是多种材料复合而成，由于条件的多样性以及材料变形的不统一性，不可避免的产生裂缝。微观裂缝造成的危害程度是可以被控制的，其标准是根据使用条件决定的。

这种微小的裂缝，如果不扩展或者是在一定的范围内进行扩展，这种裂缝是不会对建筑结构造成危害的。就钢筋混凝土结构而言，由于有充分的钢筋存在，出现细微裂缝，并不会导致结构迅速破坏，而是限制了裂缝的宽度。在实际工程中，由于荷载作用，混凝土的干缩以及温差的变化，会致使这种细微裂缝不断扩展，进而产生更大的裂缝，从而对钢筋混凝土结构造成极大的危害[4]。首先最重要的就是会影响钢筋混凝土结构的耐久性和承载能力，以及使用寿命；其次是造成内部钢筋锈蚀，导致混凝土膨胀，进而使外部保护层逐渐剥落。

三、钢筋混凝土裂缝成因

要想恰当的处理好钢筋混凝土出现的裂缝问题，就要明白造成钢筋混凝土出现这种裂缝的原因。这样才能对症下药，保证裂缝不会进一步扩展，合理的控制裂缝，避免裂缝造成更进一步的危害。

(一)塑性收缩和沉降引起的裂缝。塑性收缩发生在新搅拌的混凝土在凝结硬化的过程中，当天气较为干热或者是大风天气，混凝土表面的水分蒸发的过快，内部水分不断外沁，但却赶不上蒸发量，形成塑性收缩。其特点是中间宽而两边较细，常常发生在板壳及大板块表面。温度、风速大小、水灰比以及相对湿度都会影响塑性收缩，尤其是相对湿度的影响。

在新搅拌的混凝土中，骨料的掺杂在一定密度的水泥砂浆中，但由于骨料密度大于水泥砂浆，所以骨料会出现下沉的趋势。同时，水泥砂浆中水泥颗粒的密度大于水分，所以多余的水分会上移，即发生“沉降”和“沁水”现象。当骨料下沉到水平的钢筋上和螺栓等埋设构件时，亦或受到侧面模板的阻力时，会和周围混凝土形成沉降差，在这些混凝土上表面形成塑性沉降，造成沉降裂缝。

(二)碱骨料反应引起的裂缝 。碱骨料反应是指混凝土空隙中的碱性溶液和碱性骨料之间的反应。水泥中的碱含量较高，当与混凝土中碱骨料发生反应，生成物遇水会发生膨胀，体积增大。但由于体积变化的差异性，会破坏钢筋混凝土内部结构，影响水泥与骨料间的胶结。

(三)水化热引起的裂缝。对于大体积钢筋混凝土，内部的温度变化对裂缝的产生有着密切的影响[5]。在钢筋混凝土的硬化过程中，会发生水化反应。对于硅酸盐水泥，水化过程为：

硅酸盐水泥+水→水化硅酸钙+氢氧化钙+水化热(500kJ/kg)[6]

四、钢筋混凝土裂缝的防治措施

当明白这些造成混凝土裂缝的原因时，设计、施工中，才能有针对性的避免这些裂缝的产生，以及对产生的裂缝进行修补。

(一)避免塑性收缩和沉降裂缝的措施。首先我们可以设置遮阴棚以及挡风屏障，避免阳光直射和降低风速，视当时的节气和环境而定。要控制好水泥和水的用量，在满足要求的情况下，降低坍落度。在混凝土入模前，应保持模板湿润，入模时，应尽量保证混凝土温度不会过高。在混凝土浇筑完成后，应遮蔽或者喷水，保持表面湿润。

在浇筑柱、梁、板时，在相互连接的部位，最好在高度差处设置施工缝。如果不能设置，可以采用分层浇筑，待混凝土沉降稍微稳定后再继续向上浇筑。

(二)避免水化热引起的裂缝。在水泥的选用时，可以选用低水化热的普通硅酸盐水泥，有些外加剂和掺合料也能降低混凝土凝结过程中的水化热。例如掺入一些磨细粉煤灰、磨细水淬高炉炉渣等超细矿粉，不但是可以降低水化热，还可以废物利用。

五、结束语

钢筋混凝土裂缝对结构的耐久性、安全性等有很大影响，通过分析造成裂缝的原因，才能够采取合理的措施进行处理、控制裂缝。所以，对钢筋混凝土裂缝进行分类，分析造成裂缝的成因，并进行核实的处理方法非常重要的。

[1]李波,黄秀霞. 钢筋混凝土结构裂缝的成因及防控处理措施的研究[J]. 吉林广播电视大学学报,2009,(01):76-78.

[2]樊卫东. 综述钢筋混凝土裂缝产生的原因与防治办法[J]. 山西建筑,2007,(24):158-159.

[3]赵英策,高鹏,徐嵩基. 混凝土裂缝产生机理、分类与成因综述[J]. 工程与建设,2006,(05):407-409.

[4]张小亮. 混凝土裂缝成因分析及控制[J]. 山西建筑,2010,(04):160-161.

[5]刘俊义. 谈混凝土质量影响因素和裂缝的预防与处理[J]. 山西建筑,2015,(07):94-96.

[6]陈肇元,崔京浩,朱金铨,安明喆,俞哲夫. 钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J]. 工程力学,2006,(S1):86-107.

姜思凡(1992—)，男，汉族，河南商丘人，硕士研究生，新疆大学建筑工程学院建筑与土木工程专业，研究方向：混凝土初始缺陷。