浅析钢筋混凝土裂缝产生原因、鉴别及预防措施

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

浅析钢筋混凝土裂缝产生原因、鉴别及预防措施

刘晓

由于多方面原因，在实际工程中钢筋混凝土结构出现裂缝比较常见，虽其对结构承载力的影响不大，但影响了建筑的使用和观感，且因钢筋锈蚀具有安全隐患，因此应分析和研究裂缝产生的原因，有针对性的采取有效措施，提高工程质量。

钢筋混凝土结构裂缝，根据其产生的原因大体可分为应力裂缝、温度裂缝和干缩裂缝。钢筋混凝土裂缝的鉴别应从以下几方面分析：裂缝的位置与分布特征、裂缝的方向与形状、裂缝的宽度和长度及深度、裂缝的开缝时间和裂缝的发展与变化等。

一．应力裂缝

产生的原因

钢筋混凝土结构在静或动荷载作用下产生的裂缝，称为应力裂缝。这类裂缝较多出现在受拉区、受剪区。造成这类裂缝的原因很多，施工或使用中都有可能出现。最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同的裂缝。地基变形而造成的裂缝也是应力裂缝的一种。其主要原因是由于地基不均匀沉降在结构或构件内产生附加应力而导致混凝土开裂。

特征与鉴别

应力裂缝一般有两个主要特征：一是裂缝走向与主筋方向接近于垂直，二是裂缝一般较宽，且沿长度与深度方向有明显变化。受弯构件常见的有垂直裂缝和斜裂缝两类，垂直裂缝多出现在梁、板构件弯矩最大的截面上；斜裂缝一般发生在剪力最大的部位。裂缝由下部开始，一般沿45°方向向跨中上方伸展，随着荷载增加，裂缝不断扩展，数量增加。轴心受压构件一般不出现裂缝，一旦发现受压区混凝土压裂，可能预示结构开始破坏，应引起足够重视。由地基变形引起的裂缝，其大小、形状、方向决定于地基变形的情况，这类裂缝一般都是贯穿性的，竣工后不久就在房屋下部出现，随时间的推移而不断发展。

采取措施

钢筋混凝土应力裂缝控制主要在设计阶段，在保证配筋率的前提下，针对各个部位及构件采取相应的措施。如，楼板设计时，宜采用直径细而密的方式配筋，当房屋开间较大则宜双层双向配筋，凸角房屋转角应设置放射钢筋等，负筋长度应覆盖整个负弯矩区等。对一些应力较集中、荷载差异变化大的应重点计算配筋。

二．温度裂缝

产生的原因

温度裂缝的产生分为浇捣养护期与日常使用期，前者是因为水泥浇捣后会产生大量的水化热，当水化热无法传递到混凝土结构外或散发的程度不够时，混凝土结构内部温度会急剧升高，这对结构的成型是非常有害的。在达到终凝前混凝土由于热胀体积会增大，但随时混凝土终凝，温度也开始慢慢下降，体积冷缩产生温度应力，而此时的混凝土基本无拉应力，便产生裂缝。浇捣养护期温度裂缝在大体积混凝土结构中较常见。在日常使用期间，当环境温度发生变化使混凝土表面温度发生变化时，结构由于不均匀的升温也会变形而产生应力，导致裂缝形成。长度较长，保温较差的结构中容易产生这类裂缝。

特征的鉴别

温度裂缝的特征：裂缝的宽度大小不一，但每一条裂缝宽度变化不大，裂缝宽度随着温度变化而变化。一般会出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方向一般无规律性；较深的或贯穿裂缝走向，往往与主筋方向平行或接近平行。

采取措施

对于大体积混凝土浇筑，由于水泥标号越高，其水化热就越高，应选择合理的水泥，不应盲目的采用高标号；掺入一定的粉煤灰，不仅可以取代部分水泥，而且能改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性，也降低了混凝土的水化热；通过试验掺入一定量的微膨胀剂，可在一定程度上补偿大体积混凝土在硬化期间产生的收缩，从而减少或抑制混凝土裂缝的产生；粗骨料宜采用连续级配的碎石，细骨料宜采用中砂；在夏季施工时应降低混凝土的出仓温度（三峡工程大坝混凝土夏季采用加冰片的方法，效果较好）；浇捣时必须做到分层浇筑，分层捣实；做好养护工作。在设计时设置伸缩缝是减少由于日常温度变化产生裂缝的主要方法，混凝土设计规范中明确规定了各结构类型的伸缩缝最大间距。在施工时也可设置后浇带，减少施工时结构由于温度或其他原因产生的附加应力。

三．干缩裂缝

产生的原因

混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称之为干缩或收缩，由此而造成的裂缝称之为干缩裂缝。混凝土收缩由两部分组成，一是湿度收缩，即混凝土中多余水分蒸发，体积减小而产生收缩，这部分占整个收缩量的80%~90%，二是混凝土的自收缩，即水泥水化作用，使形成的水泥骨架不断紧密，造成体积减小。收缩发展规律是早期快、后期慢。影响收缩的因素很多，主要是水泥掺合料品种与质量、混凝土配比、化学外加剂，以及养护条件等。与温度裂缝一样，收缩裂缝的形成，也同时存在收缩变形和约束两个条件。最常见的是施工养护不良，表面干燥过快，而内部温度变化小，表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土约束，因此，在构件表面产生较大的拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，即产生干缩裂缝。此外，砂石级配差、砂太细、砂率太高、粗骨料中石粉含量高、用水量或水泥用量太多等，都会增大混凝土的干缩率。

特征与鉴别

干缩裂缝的特征：一是表面出现的不规则发丝裂缝，这种裂缝发生在混凝土终凝前，如发现较早，及时抹实养护，可以消失。另一种是中间宽，两端细，有时出现在两根钢筋之间，并与钢筋平行。如仅由干缩造成的裂缝，其长度与宽度均较小。当干缩与温差等原因叠加而形成的裂缝，其长度与宽度有时较大，在板类结构中形成贯穿性裂缝。

采取措施

优化混凝土级配，做好浇捣养护工作。

结束语

从结构试验可以看出，普通钢筋混凝土构件在承受30%~40%的设计荷载时，就可能出现裂缝，而这类构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。普通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题，只要裂缝宽度符合规范规定，都属正常情况。但对宽度超过规范规定，或降低构件的承载能力，或有失稳破坏可能，或影响耐久性等方面的裂缝等都应认真分析，慎重处理。