淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫

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1、淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫2009年07月30日星期四15:561.前言在實(shí)際工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種非常普遍的現(xiàn)象，這不僅對構(gòu)筑物外觀產(chǎn)生較大影響,同時對構(gòu)筑物的使用功能和耐久性產(chǎn)生影響,嚴(yán)重時對構(gòu)筑物的安全性構(gòu)成威脅,甚至于完全喪失其使用功能。目前，裂縫問題引起了人們的廣泛關(guān)注。因此,探討鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施及其補(bǔ)救措施是很有必要的。2.鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的原因引起裂縫的原因是多方面的,例如外荷載的作用、濕度、溫度的變化、基礎(chǔ)不均勻沉降、混凝土的收縮徐變,構(gòu)件的配筋不合理以及施工方法不當(dāng)?shù)鹊榷加锌赡芤鸹炷翗?gòu)件的

2、開裂，下面就工程中比較常見的裂縫進(jìn)行闡述。2.1塑性收縮裂縫塑性裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則且長短不一，這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴(yán)格說來屬于干縮裂縫，出現(xiàn)很普遍。產(chǎn)生這種裂縫的因素是多方面的：如當(dāng)新拌混凝土的坍落度較大，而振動時間過長時，水泥漿浮在上層，骨料下沉?xí)r受到鋼筋或其他物質(zhì)的約束，出現(xiàn)不均勻沉降，從而使混凝土的表層產(chǎn)生裂縫；澆筑后混凝土表面沒有及時覆蓋，受風(fēng)吹日曬，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇收縮，而此時混凝土早期強(qiáng)度不能抵抗這種變形應(yīng)力，因而開裂；使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細(xì)砂和粉砂混

3、凝土水灰比過大，也會導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)。2.2混凝土干縮引起的裂縫在混凝土硬化過程中，產(chǎn)生內(nèi)部干縮而引起體積變化，當(dāng)這種體積變化受到約束時，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫處在結(jié)構(gòu)的表面，較細(xì)，其走向縱橫交錯，沒有規(guī)律性。這類裂縫一般在混凝土露天養(yǎng)護(hù)完畢一段時間后，在表層或側(cè)面出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展。如混凝土成型后，因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，使得表面水散發(fā)快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土表面裂縫；或者構(gòu)件因水分蒸發(fā)產(chǎn)生體積收縮，受到地基或墊層的約束而出現(xiàn)干縮裂縫。

4、此外，混凝土構(gòu)件長期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層；用后張法預(yù)應(yīng)力制成的構(gòu)件，露天生產(chǎn)后長久不張拉等等，都會產(chǎn)生這種裂縫。2.3溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生裂縫，在工程中，這類裂縫比較常見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期間，縫寬受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后

5、，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時，表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度又很低，因此出現(xiàn)裂縫。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結(jié)構(gòu)溫差大。如大體積混凝土凝結(jié)和硬化過程中，水泥和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出大量的熱量，稱為“水化熱”，導(dǎo)致混凝土塊體溫度升高，

6、當(dāng)混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當(dāng)時的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，就會形成裂縫。2.4結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降不均勻時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物中構(gòu)件與構(gòu)件之間產(chǎn)生斜拉和剪切作用，從而使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉降的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應(yīng)力一般較大，因此裂縫裂縫寬度較大、多呈45°，并且通常是貫穿性的。2.5荷載作用引起的裂縫構(gòu)件承受不同性質(zhì)的荷載作用，其裂縫形狀也不同，通常裂縫方向大致是與主

7、拉應(yīng)力的方向正交。結(jié)構(gòu)受載后產(chǎn)生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受地震，脫模過早或方法不當(dāng)，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，施工超載，張拉預(yù)應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。此外，因設(shè)計(jì)、材料、施工及使用等原因引起的裂縫，由于涉及的面很廣，內(nèi)容多，限于篇幅本文不作闡述。3.預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施從裂縫產(chǎn)生的原因可以看出，混凝土裂縫不僅取決于設(shè)計(jì)計(jì)算、材料的選用、也貫穿于混凝土的施工及使用過程，為了防止和減少混凝土的裂縫，可采取許多適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。(1)水泥盡量選用水化熱較低的水泥。骨料盡可能選擇非活性骨料，粗骨料宜選用

8、表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好、空隙率和含砂率小的石料，細(xì)骨料宜選用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂，以提高混凝土抗裂強(qiáng)度。（2）根據(jù)地質(zhì)條件，選擇