探討鋼筋混凝土結構裂縫成因和防治措施

張馨玉

摘 要：一般的鋼筋混凝土結構由于混凝土抗拉強度較低，在使用荷載作用下，會出現裂縫，而這些裂縫的存在會降低結構的抗凍和抗滲能力，影響結構的耐久性，嚴重時還會危及整個建筑的結構。通過對裂縫的成因進行研究，提出相應的防治措施。

關鍵詞：建筑；鋼筋混凝土；裂縫成因；防治措施

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0071-02

從19世紀中葉開始，鋼筋混凝土結構被應用在建筑工程中，并且發展極為迅速，現在它已經成為了工程建設中應用非常廣泛的建筑結構。但是，一般的鋼筋混凝土結構在使用荷載作用下會出現裂縫。如果裂縫寬度能控制在規定限值內，對結構不會產生影響；一旦結構裂縫寬度超過了規定限制，將會降低結構抗凍和抗滲能力，使鋼筋銹蝕，降低結構的耐久性。而預應力混凝土構件中的高強鋼絲如果銹蝕就會斷裂，這會引發更嚴重的事故。因此，研究裂縫成因和防治措施可以幫助我們更好地防治裂縫，提高工程質量。

鋼筋混凝土結構產生裂縫的原因十分復雜，歸納起來有兩種，即荷載引起的裂縫和非荷載引起的裂縫。

1 荷載引起的裂縫

一般鋼筋混凝土結構，在使用荷載作用下，由于混凝土抗拉強度低，截面的混凝土拉應變大于混凝土的極限拉伸值，所以部分構件在使用時總是帶裂縫工作的。而引起構件開裂的荷載效應有彎矩、剪力、軸向拉力和扭矩等。要解決這些問題，就要合理配筋，控制鋼筋應力，鋼筋的直徑不要太粗，鋼筋在混凝土結構中均勻分布。

2 非荷載引起的裂縫

2.1 溫度變化引起的裂縫

在混凝土澆筑過程中，內部會產生水化熱，而表面較冷，內外溫度不一致，會產生熱脹冷縮現象，使得混凝土表面產生拉應力，內部產生壓應力，當這種拉應力超過混凝土極限拉應力時，便會產生裂縫。另外，裂縫也可能是施工中的人為因素所致，比如新舊混凝土接合面分層分塊不合理、養護不及時等，都會引發混凝土構件深入貫穿裂縫。如果在施工過程中過早拆除模板或在冬季施工，構件表面溫度不均勻，也會產生溫度收縮，而這種收縮會受內部混凝土的約束，在混凝土表面產生很大的拉應力。當這種拉應力發展到一定程度時，混凝土表面就會形成裂縫。解決這些問題的辦法就是設置伸縮縫，減小約束。對于大體積混凝土結構來說，由于內外溫差大，為了減小溫差，應分層、分塊澆筑，使用低熱水泥，采用埋置塊石、預冷骨料和預埋冷卻水管等方法。

2.2 混凝土收縮引起的裂縫

收縮裂縫就是在混凝土凝固的過程中，由于水分減少、體積變小而產生一定的收縮，將混凝土拉裂。這類裂縫一般是在混凝土結構露天養護完畢一段時間后，在其表層或側面出現，并且它們會隨著濕度和溫度的變化逐漸加大。對那些受到約束而不能自由伸縮的構件，鋼筋混凝土的干縮可能會導致裂縫的產生。另外，在配筋較高的構件中，即使邊界沒有約束，但隨著鋼筋對周圍混凝土的約束作用增強，混凝土的收縮也會受到鋼筋的限制產生拉應力，這也有可能會使構件產生局部裂縫。解決這類問題的辦法就是設置伸縮縫，降低水灰比，配筋率不可過高，設置構造鋼筋使收縮裂縫均勻分布，加強潮濕養護。

2.3 基礎不均勻沉降引起的裂縫

由于建筑物荷載分布不均勻或持力層地基土厚度分布不均勻，都會使結構的基礎發生不均勻沉降。當結構的基礎沉降不均勻時，結構構件變形，導致結構各構件產生斜拉破壞和剪切作用，從而使結構構件開裂。隨著不均勻沉降進一步發展，裂縫會進一步擴大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況，由于地基變形造成的應力一般比較大，所以裂縫寬度較大，多成45°角，且通常是貫穿性的。要想解決這類問題，就要根據地基條件和上部結構，采用合理的構造措施設沉降縫等。對已經出現的裂縫結構，要采用地基基礎防治措施對其妥善處理，并采用適當的加固措施加固建筑結構。

2.4 砼塑性坍落引起的裂縫

混凝土澆筑后的幾個小時內，混凝土會出現泌水現象。在重力作用下，混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向上浮動的傾向，這種移動會受到鋼筋骨架或摸板的約束，在上部沿鋼筋長度的方向極易形成裂縫。可采取的防治措施就是控制水灰比，采用適量減水劑，不漏振，不過振，避免泌水現象，在砼終凝前抹面壓光。

2.5 冰凍引起的裂縫

水在結冰時會體積增加，這時孔道中的水就會結冰使砼脹裂。具體防治措施是在建筑物基礎梁下填一定厚度的松散材料（爐渣），防止其產生的作用力直接作用在基礎梁上，使混凝土結構開裂或遭到破壞。

2.6 鋼筋銹蝕引起的裂縫

鋼筋銹蝕是電化學反應，鋼筋生銹體積膨脹，產生順筋裂縫，導致砼保護層剝落，影響結構的耐久性。解決這一問題就要提高砼的密實度和抗滲性，適當地加大保護層厚度。

2.7 堿骨料化學反應引起的裂縫

堿骨料反應是指混凝土中的堿性物質與骨料中的活性成分發生化學反應，引起混凝土內部產生自膨脹應力而導致結構開裂現象。在密實的混凝土中，這類侵蝕破壞大多屬于表面性的。引起堿骨料反應需要三個條件：①混凝土的原材料水泥、混合材、外加劑和水中含堿量高；②骨料中有一定數量的活性成分；③潮濕的環境，有充足的水分或濕空氣供應。因為堿骨料反應時間較慢，短則幾年，長則幾十年才能被發現，但是，堿骨料反應給混凝土工程帶來的危害是相當嚴重的。要想解決這一問題就要限制活性骨料的含量、高砼的密實度，降低水灰比。

鋼筋混凝土結構裂縫的存在嚴重影響了建筑物的安全性、適用性和耐久性，建筑物的結構或構件常常因為各種原因導致裂縫的出現，雖然有些是不可避免的，但它也是可以控制的。因此，對鋼筋混凝土結構出現裂縫的原因進行分析是非常重要的，而設計、施工、材料等多方面的因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯系、相互制約的，所以，必須要全面、系統地考慮這些方面對它的影響。對裂縫出現的原因進行分析，采取合理、正確的措施對裂縫加以處理，能夠避免鋼筋混凝土結構裂縫的產生或把裂縫控制在允許范圍之內，以保證建筑結構和構件性能的穩定性。