鋼筋混凝土結構的裂縫成因及控制分析

張志巍劉 湛/ . 沈陽金晨建筑設計有限公司 . 沈陽現代預應力工程有限公司

鋼筋混凝土結構的裂縫成因及控制分析

張志巍1劉 湛2/ 1. 沈陽金晨建筑設計有限公司 2. 沈陽現代預應力工程有限公司

鋼筋混凝土結構的裂縫問題，是建筑上比較常見的幾個問題之一，這個問題不僅影響建筑的整體外觀，還大大的降低了整個建筑的質量。及時的發現這個問題，找出產生問題的原因，并找到解決對策，是施工人員要完成的工作。本文對裂縫的成因以及解決產生裂縫的方法做一定的探討。

鋼筋混凝土結構；裂縫；成因；控制

引言

隨著社會進步，人們對于整個建筑行業的要求也變得越來越高。鋼筋混凝土結構的裂縫問題對于建筑來說是不可避免的，國家已經出臺了規定，要求建筑物的使用時間不能低于50年，但是大部分的建筑商提供的材料并不能達到這個標準，一般使用20年就會出現各種問題。所以怎樣解決裂縫問題，提高建筑的質量是如今行業內比較重視的問題。

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管線在板內埋設位置的裂縫。

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。

鋼筋結構由于負重過大進而導致逐漸的變形，最終產生裂縫。這種類型的裂縫通常出現在結構受到拉力和振動比較強烈的地方。而產生的原因主要是因為對現場勘察不夠仔細，導致設計的結構不合理，鋼筋混凝土的負重能力不夠大，在長期壓力過大的情況下，結構就會出現裂縫。

2.溫度裂縫。

對混凝土進行澆筑完畢之后，結構的內部會產生大量的水化熱，這些熱量被封閉在建筑內部，不能及時的發散出來，導致混凝土結構內部的溫度大量升高，這樣就會和混凝土結構外部的溫度形成溫度差，內外溫差加大，就會導致受力的不平衡，根據熱脹冷縮，內外的拉力變得越來越大，長此以往，結構就會產生裂縫.由于混凝土是由水泥、鋼筋等等各種不同的物質形成的混合物，所以內部材料的分布必定是不均勻的，這導致各部分受力的不平衡，而混凝土抗拉強度及抗拉變形的不足，導致結構無法抵抗外力的作用，從而產生裂縫。

3.塑性收縮引起的裂縫 。

這種類型的裂縫一般出現在比較干熱天氣或刮風天氣,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律的，形狀的大小也由于受力的不同而不同。這種裂縫產生的原因是因為混凝土的表面水分比起內部揮發的要快，所以表面產生了快速的收縮現象，容易產生裂縫。裂縫的大小和水分蒸發的多少和快慢有著直接的關系。外部環境的空氣濕度，溫度以及影響蒸發的風力等原因，都會對結構表面的蒸發造成影響。外部的溫度越高，空氣濕度越小，風力越大，混凝土的水分流失的就越快，裂縫產生的就越多、越大。

4.水泥水化熱引起的裂縫 。

當鋼筋混凝土的體量越大時，水化熱就越不容易發散出來。隨著水化過程的進行，結構的內部會產生大量的水化熱，這些熱量由于無法及時的從結構內部散發出來，導致結構內外的溫度差越來越大，結構的內部與外部的受力相差也越來越大，當這個溫度應力的數值超過了鋼筋混凝土所能夠承受的最大拉力值時，結構就會產生裂縫。

5.混凝土干縮引起的裂縫 。

混凝土發生硬化時,會因為結構的干燥收縮而引起體積變化。當這種體積變化受到限制時,位于結構兩端的固定梁,高配筋率的梁,或是澆筑在老混凝土上或堅硬巖石上的新混凝土,都可能產生這種裂縫。

6.堿一骨料反應(AAR)引起的裂縫 。

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

三、裂縫控制的具體方法

在裂縫的修補方面有兩種方法，一種是表面修補法，另一種是內部修補法，這兩種修補法分別對產生縫隙的不同結構進行修補，方法也是不同的。

1.表面修補法。

這種修補法比較適合于對負重沒有影響的表面和進深裂縫，以及大面積細裂縫防滲、漏水的處理。

2.內部修補法。

所謂的內部修補法是指用專業的機器——壓漿泵把膠結料壓入混凝土上的裂縫當中，膠結料在裂縫里硬化逐漸和裂縫融為一體，是原本因為產生裂縫而不穩定的結構重新趨于穩定。這種修補的方法主要用于對整體性要求比較高的結構當中，這種結構不能隨意的進行拆解修復，所以在處理這些裂縫的時候，要采用不影響整體結構的情況下還能盡量修復的方法，而表面修補法恰恰符合這種要求。

3.荷載裂縫的控制。

在進行結構設計時，設計師要對混凝土的設計規范有詳盡的了解，并且要按照規定對可能出現裂縫的部位進行準確的計算，通過計算再在這些結構部位進行合理的預防措施，盡量減少裂縫的產生。

4.溫度裂縫的控制。

由于混凝土水化而產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，避免結構的內外溫度差距過大，可以對混凝土外部進行噴水、遮陽等措施，讓內部產生的熱量及時的散發出來，或者是對結構進行隔熱措施，使得內外受熱盡可能的相近。另一方面，在進行噴水散熱時，也可能引起塑性收縮，又會產生裂縫，為了避免這些不必要的裂縫產生，在選取混凝土材料時就要嚴格挑選，按照產生裂縫最少的最優比例選擇質量最高的材料，同時在材料中加入可以降低材料收縮的外加劑，從材料到結構再到預防措施，每一份都準備充分，將裂縫產生的可能性降到最低。

5.結構設計的控制 。

結構設計的合理程度在很大程度上影響著結構的質量高低。在進行設計時，不僅僅要注重外部的美觀，更要注重內在結構的不同會對整體造成的影響，譬如建材的選擇，不同的結構需要的造價等等，只有當對每一部分都進行最合理的安排，對可能出現的變量做及時有效的應對措施，建筑質量才能提高。而鋼筋混凝土上裂縫的產生可能是由以下幾個原因造成的：

(1)未考慮混凝土因變形而產生裂縫的可能，沒有配制相應的抗裂鋼筋。

(2)沒有考慮對結構的限制太大對產生裂縫的不利影響。

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

因此，鋼筋混凝土在設計的時候要著重于加強抗裂方面的要求，并在比較容易發生變形的地方多配置上一個構造鋼筋。結構設計的主要控制措施有：

(1)增加混凝土耐久性要求，并提出具體的耐久性指標。

(2)混凝土的結構設計要根據不同的情況進行具體分析，對于有可能產生結構變形的部位要配制適應結構的構造筋。

(3)對于要求比較嚴格的結構要留有產生形變的余地，對于某些變形能力差的結構之間可以設立一個滑動層。

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

(5)在負重和結構要求允許的情況下，盡量使用強度比較低的混凝土。

四、結束語

鋼筋混凝土的裂縫問題是一個長久存在的問題，找到產生裂縫的原因并及時的修復，還需要做許多的研究工作。裂縫的類型，產生的原因，以及怎樣避免產生這些裂縫，是目前建筑業一直研究的問題。本文對裂縫作了各方面的探討，提出了自己的看法，希望對施工人員有一定幫助。

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