現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因分析與預(yù)防

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現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于多方面原因往往會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，因此，鑒別裂縫、分析裂縫、控制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并對(duì)裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行有效的防治，對(duì)保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性及正常使用具有重要的意義。

　　一、收縮裂縫

　　1．塑性收縮裂縫此種裂縫多發(fā)生于新澆混凝土的板面、地面或具有較大面積的構(gòu)件表面，裂縫形狀很不規(guī)則，長(zhǎng)短不一，互不連貫。產(chǎn)生這類裂縫的原因主要是混凝土多為室外露天澆筑。澆筑后混凝土表面受到日曬、風(fēng)吹的影響，使新澆混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，即蒸發(fā)速度大于泌水速度，表面混凝土的收縮受到底層混凝土的約束，使正在硬化的混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土表面裂縫。塑性裂縫一般在混凝土澆筑后4h左右形成，開始不很明顯。

　　防止產(chǎn)生這種裂縫的有效方法是，盡可能減少混凝土表面與內(nèi)部的相對(duì)體積變化的差異。混凝土澆筑后振搗要密實(shí)；水、水泥、砂、石子用量要嚴(yán)格控制且配合比要合理；對(duì)裸露表面應(yīng)及時(shí)覆蓋，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；對(duì)高溫、大風(fēng)天氣施工的混凝土應(yīng)及時(shí)抹壓，防止裂縫繼續(xù)發(fā)生。

　　2．干縮裂縫這種裂縫多發(fā)生于混凝土終凝前后，也有表面裂縫，寬度一般為0.05～0.2mm，個(gè)別情況也有大于0.2mm的。終凝前出現(xiàn)裂縫，較薄的梁、板類構(gòu)件多沿短方向分布；凝固后期的裂縫一般較寬較深，此時(shí)出現(xiàn)的干縮裂縫一般均勻地分布于相鄰兩鋼筋之間并與鋼筋平行。產(chǎn)生這種裂縫的原因主要是混凝土在硬化過(guò)程中，由于環(huán)境氣候條件的影響，混凝土表面的水分蒸發(fā)，水泥石中的凝膠體逐漸干縮產(chǎn)生初始應(yīng)力，引起混凝土干縮裂縫。

　　控制和減少這種裂縫的有效方法是，加強(qiáng)早期混凝土養(yǎng)護(hù)工作，特別要加強(qiáng)初凝和終凝前后的養(yǎng)護(hù)。砂、石含泥量應(yīng)嚴(yán)格控制，且級(jí)配要合理，對(duì)于長(zhǎng)期堆放露天的構(gòu)件應(yīng)覆蓋草袋或草簾，避免暴曬。

　　二、溫度裂縫

　　混凝土受水泥水化熱作用、大氣及周圍溫度、電氣焊接等因素影響而冷熱變化時(shí)，發(fā)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度裂縫。由于水泥水化熱引起的裂縫一般產(chǎn)生于大體積混凝土，裂縫多平行于結(jié)構(gòu)的短邊，由于環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫可能貫穿整個(gè)桿件截面。由電氣焊接引起的裂縫一般產(chǎn)生于施焊構(gòu)件的周圍。溫度裂縫產(chǎn)生的原因主要分為以下幾種。

　　1．施工期裂縫大體積混凝土澆筑后，在硬化期間水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土外部和內(nèi)部形成較大的溫差，而施7_3L未采取有效的技術(shù)措施時(shí)，將導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫度急劇變化而產(chǎn)生溫度裂縫。

　　防止這種裂縫產(chǎn)生的方法是，降低混凝土的內(nèi)外溫差，即施工中盡量選用水化熱較低的水泥；混凝土表面采取保溫養(yǎng)護(hù)措施；炎熱天氣澆筑大體積混凝土?xí)r，宜采用冷水（低于氣溫）攪拌混凝土。另外，蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土構(gòu)件時(shí)，升溫和降溫速度都不能過(guò)快。

　　2．環(huán)境溫度變化裂縫對(duì)處于環(huán)境溫差較大的高溫車間、冷庫(kù)、浴室等由于溫度驟變，容易產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫一般平行于梁板結(jié)構(gòu)的短邊。一些現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，也易產(chǎn)生溫度裂縫，嚴(yán)重時(shí)可以貫穿桿件整個(gè)截面。

　　防止這種裂縫產(chǎn)生的方法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)受高溫或冷凍影響的結(jié)構(gòu)應(yīng)做好保溫散熱處理，防止內(nèi)外溫差變化過(guò)大造成裂縫。

　　3．電氣焊接裂縫預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)預(yù)埋件因焊接措施不當(dāng)，使預(yù)埋件附近混凝土產(chǎn)生裂縫，也是一種溫度裂縫。

　　防止這種裂縫產(chǎn)生的方法是，在施焊時(shí)可采取分段分層施焊等措施，并對(duì)預(yù)埋件周圍的混凝土做好隔熱處理，防止局部混凝土因溫度過(guò)高而產(chǎn)生裂縫。

　　三、鋼筋銹蝕裂縫

　　當(dāng)保護(hù)層混凝土碳化或混凝土不密實(shí)、保護(hù)層厚度不足時(shí)，鋼筋在一定的環(huán)境條件下將發(fā)生銹蝕，削減鋼筋的斷面，同時(shí)鐵銹膨脹可引起混凝土開裂，破壞混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力，削弱混凝土與鋼筋的共同工作，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。

　　預(yù)防的方法是保證有足夠的混凝土保護(hù)層厚度，混凝土澆筑要密實(shí)，及時(shí)維修損壞的和有裂縫的混凝土。在生產(chǎn)工藝方面，要減少蒸汽、有害氣體在結(jié)構(gòu)四周的溢散，對(duì)有侵蝕性氣體、粉塵作用的廠房，應(yīng)加強(qiáng)自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。

　　四、受力裂縫

　　結(jié)構(gòu)受外力作用而產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。但有些構(gòu)件因改變使用功能、荷載增大、設(shè)計(jì)有誤、截面減小、鋼筋用量不夠、施工質(zhì)量差、原材料質(zhì)量不合格、混凝土強(qiáng)度降低以及已有建筑物耐久性不足引起的承載力下降等都可能劇裂縫的開展，使裂縫寬度超過(guò)允許范圍。就梁板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，受力裂縫一般有垂直裂縫、壓區(qū)裂縫和斜截面裂縫等幾種。

　　防止受力裂縫超過(guò)允許范圍的方法是，對(duì)于改變使用功能的結(jié)構(gòu)，如果外加荷載有所增大，要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算并采取措施，使其滿足設(shè)計(jì)要求后方能使用。

　　五、水泥安定性不良產(chǎn)生的裂縫

　　由于水泥安定性不良使混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫的形式通常遍及結(jié)構(gòu)的表面，形狀如同龜裂，嚴(yán)重的可使構(gòu)件彎曲、松脆或崩潰。水泥安定性不良主要是水泥熟料燒結(jié)不充分而產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，它在凝結(jié)硬化過(guò)程中水化很慢，當(dāng)水泥已經(jīng)凝結(jié)硬化后它還在繼續(xù)起水化作用，破壞已經(jīng)硬化的水泥石結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體積發(fā)生不均勻變化而產(chǎn)生裂縫。使用安定性不良的水泥會(huì)降低結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力，嚴(yán)重的還會(huì)造成結(jié)構(gòu)的承載力破壞。

　　防止這種裂縫產(chǎn)生的方法是，混凝土在施工前應(yīng)認(rèn)真檢查水泥安定性，當(dāng)確認(rèn)安定性穩(wěn)定后，還要進(jìn)行性能檢驗(yàn)，合格后才能用于施工。

　　六、地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫

　　由于地基沉降不均勻也可引起梁板裂縫。不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫多屬貫穿性裂縫，其走向與沉降情況有關(guān)，一般表現(xiàn)為垂直或呈30°-45°角方向發(fā)展。

　　防止這類裂縫產(chǎn)生的方法是，地基必須進(jìn)行認(rèn)真勘測(cè)，充分掌握地基下的土質(zhì)特征，如果遇到軟弱土層，應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理，保證地基滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還應(yīng)注意基礎(chǔ)周圍的排水狀況，防止地面水浸泡基礎(chǔ)下的土層。

　　總之，為了盡可能防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生，需要不斷提高設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，把好原材料質(zhì)量關(guān)，采取有效措施，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，加強(qiáng)對(duì)建筑物的使用管理，避免隨意增大荷載，注意經(jīng)常性的維護(hù)和維修工作，以延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。