淺談鋼筋混凝土裂縫機理和控制措施

白永昇

（甘肅土木工程科學研究院　甘肅　蘭州　730020）

淺談鋼筋混凝土裂縫機理和控制措施

白永昇

（甘肅土木工程科學研究院甘肅蘭州730020）

在當今的建筑物中，大部分都是以鋼筋混凝土為結(jié)構(gòu)，但就目前狀況來看，我國很多建筑施工企業(yè)對于鋼筋混凝土的使用都存在著問題，建設(shè)完成后，結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象非常普遍。裂縫不僅影響建筑物美觀，對建筑物的穩(wěn)定性與質(zhì)量也會有直接的影響。本文從鋼筋混凝土裂縫機理出發(fā)，再對鋼筋混凝土裂縫控制措施進行研究探討。

鋼筋混凝土；裂縫；控制措施

前言

隨著社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，我國經(jīng)濟得到迅猛發(fā)展，隨之在建筑工程建設(shè)規(guī)模方面也越來越宏達，施工工藝不斷更新，結(jié)構(gòu)形式日趨多樣化，鋼筋混凝土技術(shù)也得到了廣泛應用，然而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象確實非常普遍，對整個建筑物的穩(wěn)定性將產(chǎn)生嚴重影響，這會對建筑物使用者的財產(chǎn)以及生命造成嚴重威脅。因此，要想控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，首先應該找到裂縫的原因機理，然后提出相對應的有效措施，從而使建筑物耐久性、適用性以及安全性得到有效保障。由此可見，本文對于鋼筋混凝土裂縫機理和控制措施的研究顯得十分有意義。

1　鋼筋混凝土裂縫機理

導致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的原因、機理是非常復雜的，其主要的幾個方面就是溫度、荷載以及干縮性，下面對這幾個方面進行詳細介紹：

1.1溫度裂縫

所謂溫度裂縫就是出現(xiàn)的裂縫是由外界的環(huán)境的溫度變化而引起的。外界環(huán)境具體包括：施工中產(chǎn)生的水熱化、大氣溫度變化等等。根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外存在10℃的溫差，那么其相應的冷縮值為0.01%。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差在10～20℃，那么相應的冷縮值就增長到0.02～0.03%。然而對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，其最大限度拉伸直為0.01～0.02%，由此可以看出，當混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大時，一定會有裂縫的產(chǎn)生。

1.2荷載裂縫

所謂的荷載裂縫是指建筑物在荷載作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，從而導致裂縫的發(fā)生。荷載裂縫一般出現(xiàn)在受振動區(qū)域、受剪區(qū)域以及受拉區(qū)域等等，因為這些區(qū)域所承受的荷載力最強，如果地基沉降不均勻、承載力不足以及施工方法錯誤以及結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，就極容易導致這些區(qū)域出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

1.3干縮裂縫

對于在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，材料配比至關(guān)重要，如果材料上存在缺陷，那么極容易導致干縮裂縫的出現(xiàn)。混凝土材料主要包括：水泥、砂、石子以及水等等。在水泥、砂以及石子中加入水，就可以在建筑施工中運用，施工完成后，經(jīng)過一段時期，混凝土材料會形成硬化體，這與先前相比，絕對體積會縮小，在混凝土材料風干過程中，毛細孔縫溢水會會產(chǎn)生相應的毛細壓力，從而促使混凝土產(chǎn)生毛細收縮。對于水泥砂漿來說，混凝土的干縮值在0.01～0.02%之間其干縮值在0.1～0.2%之間。然而混凝土的最大限度拉伸直0.01～0.02%，如果其超出了混凝土最大拉伸直，那么裂縫就是因此而產(chǎn)生。

2　鋼筋混凝土裂縫控制措施

2.1選用材料的控制

對于鋼筋混凝土來說，其運用的主要材料包括：水泥、砂、石子、水、粗骨料、細骨料以及外摻加料等等。①對于水泥材料的選用上，一定要選擇水化熱比較低的水泥，禁止選用穩(wěn)定性差的水泥。②對于粗骨料的選擇，一定要保障，質(zhì)地堅硬、表面粗糙、不易出現(xiàn)堿性反應以及空隙較小的石料，并且其粘土和有害物質(zhì)的含量一定要控制在標準的范圍內(nèi)。③細骨科的選擇。要選擇含水泥量相對低、空隙小、顆粒比較粗的熱中砂。④在外摻加料選擇上，所謂外摻加料主要包括外加劑以及減水劑等等，其中最重要的就是對于減少劑的選擇，其主要功能是防治混凝土結(jié)構(gòu)過度收縮、改善混凝土性能等等，因此，對于它的選擇，一定要保障其符合工程規(guī)定的規(guī)格，為了保障質(zhì)量要選擇品牌信譽度高的供應商。

2.2設(shè)計方面的控制

對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，設(shè)計方面至關(guān)重要。在設(shè)計過程中，不僅要考慮使用功能，為了保障混凝土結(jié)構(gòu)不均勻沉降的發(fā)生，必須要準確掌握建筑物中的各項比例。當建筑物相鄰部分結(jié)構(gòu)剛度、荷重以及高度的差別比較明顯時，一定要設(shè)置相應的變形縫，這就需要準確掌握建筑物設(shè)計結(jié)構(gòu)，根據(jù)我國目前的現(xiàn)狀，在控制裂縫方面，設(shè)計單位具體應該注意的問題如表1所示。

表1　

（1）降低約束。最主要就是采取構(gòu)造上的措施，設(shè)置各種緩沖層、滑動層以及連接縫（施工縫、后澆帶、控制縫以及伸縮縫），并且在構(gòu)造細節(jié)上要做明確的規(guī)定。

（2）最大限度的降低混凝土收縮差與收縮量，具體包括：溫差收縮、干燥收縮等等。設(shè)計單位應該提出現(xiàn)場溫度、施工養(yǎng)護以及施工溫度方面的要求與規(guī)定。

（3）最大限度的提高混凝土抗裂性能。除了規(guī)定構(gòu)造配筋的布置方法以及數(shù)量外，設(shè)計單位應該施工文件中以及施工圖中提出對混凝土配比的具體要求。如果有必須要，可以在特殊區(qū)段運用纖維混凝土和膨脹混凝土。另外，設(shè)計單位應該對收縮應力以及溫度場進行相應的計算，確認所采取的裂縫控制措施有否準確、合理、有效，并且還要要求施工單位結(jié)合實際情況進行驗算。

2.3施工方面的控制

施工方面主要應該做好以下幾個方面：

（1）對于地基的驗收和檢查不可流于形式，一定要保障質(zhì)量，如果是相對復雜的地基，一定要進行深入的勘察，對于異常地基要要予以認真對待，保障在處理完成后，承載力力能夠達到相應的要求與標準。

（2）一定要確保后澆帶設(shè)置的合理性，對于接地處以及墻板等較長的結(jié)構(gòu)。另外，對于裙房以及主樓之間的高低不平的地方，后澆帶的合理設(shè)置就更加重要，否則會導致荷載力不均，從而導致裂縫的出現(xiàn)。

（3）對于混凝土構(gòu)件一定要做好早期的養(yǎng)護，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，延長適當?shù)酿B(yǎng)護時間。如果墻、柱等構(gòu)件表面的濕潤度無法達到要求，可以在其表面覆蓋一層保溫材料，這樣可以有效防止收縮變形的出現(xiàn)。

（4）在鋼筋混凝土施工過程中，一定要控制好混凝土內(nèi)外的溫度差，可以采取在外部降溫的方法，確保內(nèi)外溫差在合理規(guī)定的范圍內(nèi)。

（5）確保鋼筋保護層以厚度及鋼筋綁扎位置的精準度，另外，為了防止腐蝕，一定要確保鋼筋表面的清潔，禁止使用表面生銹的鋼筋。

3　總結(jié)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象非常普遍，要想進一步促進我國建設(shè)工程的發(fā)展，就必須找到相應的解決方法。對于鋼筋混凝土出現(xiàn)的裂縫，應該采取預防為主，合理設(shè)計，利用科學施工工藝的總體策略，從而可以有效降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。本文從鋼筋混凝土裂縫機理出發(fā)，再對鋼筋混凝土裂縫控制措施進行研究探討。希望對工程建設(shè)中，鋼筋混凝土的設(shè)計與施工起到借鑒的作用。

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TU755

A

1673-0038（2015）44-0043-02

2015-10-19

白永昇（1986-），男，本科，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學，主要從事混凝土外加劑銷售及售后技術(shù)服務工作。