浅谈钢筋混凝土裂缝产生的原因与预防措施

摘要：钢筋混凝土结构裂缝应针对成因, 贯彻预防为主的原则, 加强设计、施工及使用等方面的管理, 确保结构安全和避免不必要的损失。本文分析了钢筋混凝土产生裂缝的原因，探讨了相应预防措施。

关键词：钢筋混凝土裂缝原因预防措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中重要的研究课题之一。特别是最近20 年来, 泵送商品混凝土获得广泛应用之后, 在混凝土匀质性有了很大改善的同时, 裂缝控制技术难度也大大增加了。但是, 从近代科学关于对混凝土的研究及大量的混凝土工程实践证明, 混凝土结构裂缝是难以避免的, 裂缝是人们可以接受的一种材料特性, 只是如何将有害程度控制在某一有效范围之内已成为我们目前必须解决的问题。因为混凝土是多种材料组成的一种混合体, 而且又是一种脆性材料, 在受到温度、压力和外力的作用下, 都有出现裂缝的可能性。当结构出现裂缝后, 就要分析哪些裂缝是有害裂缝, 哪些裂缝是技术上允许的, 通过分析, 我们可以了解有害裂缝的形成原因并及时采取有效方法加以控制。

一、钢筋混凝土产生裂缝的原因

由于混凝土的抗压强度高, 而抗拉强度则低得多, 钢筋混凝土结构往往是带裂缝工作的。裂缝就其开裂深度分为表面的、贯穿的; 就其在结构物表面形状可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等; 裂缝按其发展情况可分为稳定的和不稳定的、能愈合的和不能愈合的; 裂缝按其产生的原因, 可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝是指因动、静荷载的直接作用引起的裂缝。变形裂缝是指因不均匀沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐变等变形因素引起的裂缝。

1、混凝土裂缝的主要类型

（1）干缩裂缝：多出现在混凝土养护结束后的一段时间里。主要原因是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。

（2）塑性收缩裂缝：形成过程与混凝土的泌水有关，一般出现在干热或大风天气。

（3）温度裂缝：多发生在混凝土表面或温度变化较大地区的混凝土结构中。

（4）沉陷裂变：由于结构地基土质不匀、松软、或回填土不实或浸

水二造成不均匀沉淀所致。

2、混凝土裂缝产生的原因

（1）材料质量及选配

水泥、砂、石等材料质量不好或选配不合理是引起裂缝较常见的原因，只有材料的质量关把好了，并选配合理的材料，混凝土质量才会在根本上得到保证。

（2）施工工艺

水分蒸发、混凝土的干缩通常是导致混凝土结构裂缝的重要原因。

模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土结构开裂。

施工过程中，钢筋表面污染、混凝土保护层太薄或太厚，浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

施工控制不严，超载堆，也可能导致混凝土结构出现裂缝。

高空浇灌混凝土容易引起混凝土结构开裂，如高架桥梁及桥墩。

环境温度越高，风速越大，收缩越大，避免在极端天气条件下施工，可以减少混凝土结构的开裂情况。

（3）地基变形

在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得混凝土结构裂缝一般是贯穿性的。

（4）温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇桥面板、屋面板及梁上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。

（5）湿度变形

混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长、超厚的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。

（6）结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用过程中都有可能产生裂缝。例如早期受到震动、拆模过早或使用方法不当、构件堆钢筋混凝土结构裂缝成因及预防措施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。

二、钢筋混凝土裂缝的预防措施

1、施工手段

（1）原材料的选用

混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能, 有的混凝土骨料中混入了有害膨胀物引起混凝土的崩裂, 因此要求拌制混凝土必须遵循“精料供应”的原则。

水泥: 应选用水化热较低的水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥等, 严禁使用安定性不合格的水泥。

粗骨料: 宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、孔隙率小、无碱性反应; 有害物质及粘土含量不超过规范规定。

细骨料: 宜用颗粒较粗、孔隙较小、含泥量低的中砂。

外掺加料: 宜采用有减水、增塑、缓凝剂等作用的外加剂, 以改善混凝土工作性能, 降低用水量, 减少收缩。

（2） 配合比的选定

配合比设计: 应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。

应严格按选定的配合比施工, 配制混凝土时计量应准确, 要严格控制水灰比和水泥用量, 搅拌均匀。

（3）模板工程

模板构造要合理, 以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。

模板和支架要有足够的刚度, 防止施工荷载(特别是动荷载)作用下, 模板变形过大造成开裂。

合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂; 但也不能太晚, 尽可能不要错过混凝土水化热峰值, 即不要错过最佳养护时机。

（4）混凝土浇筑

混凝土浇筑时应防止离析现象, 振捣应均匀、适度; 加强混凝土温度的监控, 及时采取防护措施。

加强混凝土的早期养护, 并适度延长养护时间, 在气温高、湿度低或风速大的条件下, 更应及早进行喷水养护, 在浇水养护有因难时, 或者不能保证其充分湿润时, 可采用覆盖保湿材料等方法。

（5）施工技术控制

加强地基的检查与验收工作, 基坑开挖后应及时通知监理及设计单位到现场验收, 对于较复杂的地基, 在基坑开挖后应进行勘察补钻探, 当探出有不利的地质情况时, 必须先对地基进行加固处理,并经验收合格后, 方可进行下一步施工。

开挖基槽时, 要注意不扰动土体的原状结构。

合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时, 一般应先施工较深的基础, 后施工较浅的基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时, 一般应施工重、高部分, 后施工轻、低部分。

加强施工工艺控制, 工序的交接要严格按施工规范和有关操作规程进行, 避免人为因素造成混凝土产生裂缝。

2、设计手段

（1）设计配筋

混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性, 因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋, 特别是构造配筋, 细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸, 可有效避免构造性裂缝的产生。

受力钢筋的位置要正确, 保护层过大或过小都可能导致砼开裂, 钢筋间距过大, 易引起钢筋之间的砼开裂。

施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用, 必须考虑对构件抗裂性能的影响。

（2）构造设计

平面选型时在满足使用功能要求的前提下, 力求简单, 平面复杂的构筑物, 容易产生扭曲等附加应力而造成楼板或梁体开裂。

合理布置构筑物的纵横截面, 使截面变化尽可能小。

控制构筑物的长细比。长细比越小, 整体刚度越大, 调整不均匀沉降的能力越强。

合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀, 尽量防止受力过于集中。

减少地基的不均匀沉降。在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法, 来调整地基的不均匀变形。

适当加强基础的刚度和强度。

增加构筑物的整体性, 提高构筑物的抗剪、抗拉、抗弯、抗扭强度, 防止或减少裂缝, 即使出现了裂缝, 也能阻止其进一步发展。

正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适, 构造要合理, 可以和其结构缝合并设置。

限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的构筑物更应严格控制, 同样, 也可以和其它结构缝合并使用。

总之，钢筋混凝土结构裂缝是普遍存在的一种现象，是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

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