钢筋混凝土裂缝原因与控制措施分析

摘要：由于混凝土极限拉伸变形很小，所以其性能优于其他各类抗拉性能的材料，当混凝土构件收到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用，或由于地基不均匀沉降，混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件的约束，以及钢筋锈蚀体积膨胀时，混凝土中便产生拉应力。该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。同时，由于混凝土材料来源广泛，成分多样，施工工序繁多，养护硬化需要较长的时间，受环境影响较大，混凝土自身构成机理，以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。

关键词：钢筋混凝土；裂缝；控制措施

随着社会经济的发展，钢筋混凝土结构的大量使用，混凝土裂缝是一个很普通的技术问题，工程建筑物的破坏与倒塌大多是从其混凝土裂缝的扩展开始的，混凝土裂缝成为日趋严重的工程质量和结构安全隐患问题。因此，作为工程技术人员和管理人员，要认清并有效的控制钢筋混凝土结构的裂缝成因问题。

1.钢筋混凝土裂缝产生原因

引起混凝土结构开裂的原因较复杂，正常情况主要可分为两大类作用，即外荷载作用和变形作用。这两种作用可称为 “第一类荷载”和 “第二类荷载”，“第二类荷载”即“变形荷载”。国内外大量调查说明，由于“变形荷载引起的裂缝约占80%以上，变形作用包括：温度变化、生产热源、水泥水化热引起的温度变形作用。温度变形作用（收缩和膨胀变形）。地基不均匀变形作用（水平变形和垂直变形）等。

1.1温度、湿度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生附加应力，当这种应力超过混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝。混凝土在空气中硬化时，体积会逐渐减小，一般称之干缩。收缩裂缝比较普遍，通常通过加强养护可以消除。

混凝土在温度变化时会热胀冷缩，其温度线膨胀系数约为αc=1×10-5/c0，即每10 c0的温差可引起应变ε=1×10-4，对C30混凝土而言，则可引起温度应力б=Еε=3.0Ν/mm2，这已远远超过C30混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.01Ν/mm2，因此较大的温差往往就会引起裂缝。

现浇钢筋混凝土板的温度裂缝有两种原因：其一为季节（或日）温度变化引起的裂缝，集中于屋面板以及朝阳处房间的楼板，且裂缝宽度往往随季节（或日）变化。其二为混凝土结构中因水化热散失速度不一致引起的温差裂缝，往往表现为平面形状突变的凹凸房屋阳角处的裂缝。

1.2材料问题

组成混凝土的材料质量问题引起的裂缝较常见，原因是水泥、砂、石的质量不好，砂、石的集配不好，含泥量过高及片状物过多都会影响混凝土的质量，达不到设计强度等级就会为混凝土开裂留下隐患。

1.3地基变形

在钢筋混凝土结构中造成开裂的主要因素是不均匀沉降。裂缝的大小、形状方向取决于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力较大造成的裂缝多是贯穿裂缝。

1.4结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都会产生裂缝。常见于钢筋混凝土梁、板受弯构件，在使用荷载的情况往往会出现不同程度的裂缝。施工中超载堆荷是造成施工裂缝主要原因。在使用过程中改变原有建筑的使用功能，使用不当，增大荷载等均可能引发裂缝出现。对超过规范规定宽度的裂缝，以及不允许出现裂缝的应认为有害，需要认真分析谨慎处理。

2.控制及预防措施

针对上述混凝土产生裂缝的原因的分析，在工程中出现的裂缝有很大一部分可以通过设计手段、施工手段才克服解决。

2.1设计方面，

设计方面主要通过简化建筑物造型和构造方面予以解决。

2.1.1控制建筑物的长高比，长高比越小，建筑物整体刚度越大，抗不均匀沉降的能力越强。

2.1.2合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。

2.1.3合理的调整各承重部位的受力情况，使荷载均匀分布，防止集中受力。2.1.4减少地基的不均匀沉降，加强基础的刚度和强度。

2.1.5层层设置圈梁、构造柱以增加建筑物的整体性。

2.1.6在一层、顶层窗台设置加强筋，对宽大窗台设置钢筋混凝土梁，以适应窗台的变形，防止窗台产生竖直裂缝。

2.1.7设置沉降缝，沉降缝的位置和宽度的选定要适当，构造要合理；对于形体复杂的建筑物应设置伸缩缝；同时可以和其他构造缝合并设置。

2.2材料和配比

2.2.1应当选用水化热较低的水泥，禁止使用安定性不合格的水泥。

2.2.2宜采用表面粗糙、质地坚硬的石料作为粗骨料同时要集配良好、孔隙率小、无碱性反应，含泥量不得超过规定；

2.2.3细骨料宜采用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。

2.2.4宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量。

2.2.5在进行配合比设计时应采用低水灰比、低用水量，用来减少水泥用量。

2.2.6配置混凝土时应计量准确，要严格控制水灰比和水泥用量，禁止任意增加水泥用量，搅拌要均匀。

2.3钢筋工程

钢筋的配置应严格按照施工图纸施工，但如：钢筋品种、规格、数量有改变时必须考虑对构件抗裂性能的影响；钢筋在绑扎过程中的位置要正确，保护层过大或者过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大也会引起混凝土开裂，如在屋面板上设置温度钢筋就是一个非常好的解决屋面混凝土开裂的方法。

2.4模板工程

模板系统在预防控制施工裂缝中有很重要的作用

2.4.1模版系统的构造要合理，防止模板间变形不一致而导致混凝土开裂；2.4.2模板和支撑系统要有足够的刚度，防止施工荷载作用下模板变形过大而造成开裂；

2.4.3掌握好拆模时机，拆模过早会对混凝土造成损坏或者造成混凝土开裂，过晚会错过介入混凝土养护的最佳时间，及水化热峰值出现的时间。

3.混凝土的养护

对楼面混凝土的养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的养护可避免表面脱水减少混凝土初期收缩裂缝的发生。施工中必须坚持草包或麻袋进行一周左右的养护。应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，因此说寒冷地区的混凝土保温对防止表面早期裂缝尤为重要。混凝土的早期养护，重要目的在于保持适宜的温湿条件，已达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵蚀，防止有害 的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。混凝土的保温效果常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因，常常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应重视。

4、结束语

在钢筋混凝土的施工过程中，经常会发现裂缝，而在一定程度上，裂缝是不可避免的，因为产生的原因有很多种，但是只要只要精心设计、精心施工、精心供料，严格认真执行，就能减小裂缝概率，把裂缝控制在无害范围内，并将无害裂缝减少到最低限度。

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