试论钢筋混凝土构件裂缝原因及其防治对策

中图分类号：TU37

文献标识码： A 文章编号：

摘要:钢筋混凝土是应用最为广泛的建筑材料，主要构件包括了梁、板、柱、墙等。在钢筋混凝土的建设和使用过程中，构件出现裂缝而影响工程质量屡见不鲜。为此，本文分析了荷载、温度变化、基础位移、钢筋锈蚀等作用下钢筋混凝土构件裂缝的形成原因，总结了不同裂缝的防治对策，旨在减少构件裂缝的出现，保证钢筋混凝土的质量。

关键词:钢筋混凝土构件；荷载裂缝；温度裂缝；原因；防治对策

Abstract: the reinforced concrete is most widely used building materials, main components including the beam, plate, column, wall and so on. In a concrete construction and the use of process, component and influence the project quality cracks in common. Therefore, this paper analyzes the load, temperature change, foundation displacement, and rust corrosion function of reinforced concrete structures such as the reasons for the formation of crack, and summarizes the different fracture prevention measures aimed at reducing component occurrence of crack and guarantee the quality of the reinforced concrete.

Keywords: reinforced concrete structures; and Load crack; Temperature crack; Reason; Countermeasures to prevent and control

众所周知，钢筋混凝土是建筑施工中常见的材料，是一种由砂石集料、水泥、水及其他外加材料混合而成形成的非匀质脆性材料。钢筋混凝土已经普遍用于工业和民用建筑中。但多年来，钢筋混凝土构件的裂缝一直是施工中最为常见和难以克服的弊病，一些有害裂缝会使混凝土内部钢筋产生腐蚀，降低了钢筋混凝土材料的承载能力、耐久能力及抗渗能力，不仅影响建筑物的使用寿命，甚至威胁建筑物的安全性能。因此，研究钢筋混凝土构件的裂缝产生原因及防治具有重要意义。

1 钢筋混凝土构件裂缝原因

钢筋混凝土构件的裂缝是施工中常见和难以克服的弊病。在各种作用下，都会产生变形，这种现象称为作用效应。随着某种作用的增强，作用效应也在不断的积累，同时构件内部的能量(应变能)也在不断积累，当变形值达到其自身对变形的承受极限时，钢筋混凝土构件就会出现裂缝，将内部积累的能量释放掉，从而使构件在新的状态下达到平衡。如果这种作用继续增强，则会在混凝土内部重新积聚能量。随着能量的不断积累与释放，混凝土内部的裂缝也会不断地产生和扩展，从而最终导致该构件的破坏。现浇钢筋混凝土构件上的作用主要包括荷载作用、温度作用、干缩作用、基础位移等。这些作用对构件的影响特点不一样，所以裂缝的形式及特点也就各有不同。

1.1 荷载作用对构件裂缝的影响分析

钢筋混凝土构件主要有梁、板、柱、墙等，在正常使用条件下，钢筋混凝土梁、板主要承受弯矩作用，柱和墙主要承受压力作用，由于各种构件的受力形式不同，所以裂缝出现的特点及危害程度也大不相同。

1.2 温度变化对构件裂缝的影响分析

水泥中的铝酸三钙(3CaO·Al2O3)和硅酸三钙(3CaO·SiO3)在水化过程中会产生大量的水化热，并且该水化热大部分集中在浇筑后的3d～7d内产生，通常7d内产生的热量可达总热量的80%左右。水化热的产生，提高了混凝土的温度，从而又加速了水泥水化的速度，致短期内产生更多的水化热。

1.3 混凝土收缩对构件裂缝的影响分析

混凝土终凝前，水泥水化反应，分子链逐渐形成，出现泌水和水分大量蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，在骨料下沉过程中若受到约束(如模板、钢筋、管线等)，便形成塑性收缩裂缝。混凝土终凝后，随着水分蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积产生缩水收缩(干缩)。

1.4 钢筋锈蚀对构件裂缝的影响分析

如果混凝土质量较差或保护层厚度不足，表层混凝土受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入致钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分反应，其反应物氢氧化铁体积比原来增长约2倍～4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，构件承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致构件破坏。

1.5 水泥安定性对构件裂缝的影响分析

水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥熟料中游离的氧化钙、氧化镁过多或掺入的石膏量过多，那么这些物质在水泥硬化后继续进行水化反应，其水化产物体积膨胀使水泥石开裂。这种现象即为水泥安定性不良。这种由于水泥安定性不良产生的裂缝，通常呈龟裂状，它会在很大程度上降低结构的强度和耐久性。

1.6 地基变形对构件裂缝的影响分析

钢筋混凝土框架结构及框剪结构在结构形式上属于超静定结构，超静定结构在地基发生变形时会在现浇构件内部产生内应力，当这个内应力大于混凝土抗拉强度时，构件会出现裂缝。这种裂缝出现在内应力最大处，通常表现得比较有规律，例如基础不均匀沉降产生的裂缝为直线形，垂直于地面或向地基沉降一侧倾斜，并且为上宽下窄。裂缝一旦出现，就有一定宽度，从而大大降低了结构刚度。

2 钢筋混凝土构件裂缝的防治对策

混凝土裂缝产生的原因是内部拉应力超过了其抗拉强度，或者说其变形值超过了混凝土对变形的适应能力。如果裂缝细微，不影响结构正常使用和结构安全，则称为无害裂缝，不需对结构进行特别处理。如果裂缝的出现影响了正常使用和结构安全，则称为有害裂缝。对混凝土结构裂缝分析的目的就是要从裂缝产生的原因上寻找避免有害裂缝出现的控制措施。

2.1 荷载裂缝的控制措施

钢筋混凝土构件的荷载裂缝主要产生在受拉面的混凝土上，所以要减少混凝土裂缝就要控制混凝土内的拉应力。

1)在设计方面，对裂缝控制较严格的构件，可采用预应力混凝土。对一般构件则可适当增大构件截面的高度、配筋率以及提高受拉钢筋的强度等级等，以减小受拉面混凝土的变形，延缓裂缝的出现。同时在下列结构部位应采取合理防裂构造措施:a．按简支设计而实际有一定嵌固受力，其支座弯矩筋应覆盖弯矩区域并满足锚固要求；b．按自由边界考虑而在较大作用下仍能起约束作用，应根据受力情况适当配筋以抵抗这些约束引起的次内力；c．曲率半径很小而易产生应力集中的凹角，可在该处配置双向或45°斜向的构造筋；d．构件断面或荷载分布突变，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，对于较大孔洞，其周边可设置连(暗)梁或附加一定的钢筋并满足锚固要求。