论文部分内容阅读
摘要：在工程建设中，我们常常会发现钢筋混凝土的裂缝问题，而在实际施工中必须对其进行有效控制，重要的是避免有害裂缝的产生。如今，钢筋混凝土结构构件的裂缝，已经成为了最常见的问题。本文从实际出发着重分析了其产生的根本原因，在分析其原因的同时，针对性地提出了相应的防治对策。 关键词：混凝土裂缝；成因；防治
Abstract: In the engineering construction, we often find that the problem of cracks in reinforced concrete, but must carry on the effective control in the practical construction, it is important to avoid harmful cracks. Today, the crack of reinforced concrete structure members, has become one of the most common problems. This paper focuses on the analysis of its generating reason, in the analysis of its causes and at the same time, puts forward the corresponding countermeasures.
Key words: concrete cracks; causes; prevention
中图分类号：TU71
一、裂缝产生原因分析 混凝土结构或构件往往是带裂缝工作的。裂缝发展会使结构或构件的承载能力、耐久性和抗渗能力降低，同时会使建筑物的外观变差，建筑物的使用寿命降低，甚至严重时会威胁到人们生命和财产安全。从多方面统计数据来看，很多工程混凝土的质量事故都是由于混凝土裂缝的发展所致。我们必须要采取有效控制的措施，将其混凝土裂缝的发展造成危害程度严格控制在规范范围之内，保证建筑物对人们生命和财产安全。
混凝土裂缝产生的原因是多样的， 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面子缩形变受到内部混凝土的约束；也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0．6~1．0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1．2~2．0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。现主要介绍几种：一种是非荷载作用变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷、化学作用等原因引起的裂缝；另一种是荷载作用引起的裂缝；再者是施工不当引起的裂缝，如配合比控制及养护不当引起裂缝等等。
（一）非荷载作用引起的裂缝 混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩。根据力学分析，由于结构构件受到支座的约束，当其收缩所引起结构构件的约束应力超过一定程度时，必然引起结构构件的开裂。 力学形变及温度应力裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生的裂缝。温度变化较大的地区。温度裂缝通常无规律，大面积构件裂缝常纵横交错，受温度变化影响明显，裂缝冬宽夏窄。
（二）荷载作用引起的裂缝 钢筋混凝土的结构，在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变是大于混凝土极限拉伸值，作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力及扭矩等荷载效应会引起结构构件产生裂缝，这种情况下结构是带裂缝工作，是设计允许的；由于基础不均匀沉降，使混凝土结构出现的裂缝，也属于荷载作用引起的的裂缝，这种裂缝大多是由于地勘不准确或施工控制不到位造成的，是不允许发生；由于在施工中过早对结构构件承受荷载，使结构构件达不到设计强度，迫使混凝土产生裂缝，这是可以避免的；混凝土结構构件在使用过程中，超过设计的允许最大荷载，导致混凝土裂缝。这种破坏性裂缝是不允许的。
（三）施工操作不当引起的裂缝 混凝土过早拆模，或者混凝土未达到终凝时间承受荷载等都可直接造成混凝土裂缝；在施工中板的上层钢筋一般较细，在交叉作业中，施工人员不采取措施对上层钢筋踩踏，使钢筋弯曲变形、下沉，保护层过大，导致板面裂缝；在施工中混凝土水灰比过大，多余的水形成水泡或蒸发后形成气孔，减少混凝土实际有效断面，在荷载作用下，使空隙周围产生应力集中，导致板面裂缝；混凝土砂石含泥量超标或级配差，会使混凝土产生网状裂缝或侧面裂缝，混凝土组成材料质量不合格，导致结构裂缝。
二、裂缝的预防控制
（一）从施工过程进行控制和预防 加强控制混凝土施工配合比，严格控制水灰比和水泥用量，严格选择砂石级配，减少混凝土孔隙率及收缩量，提高混凝土抗裂强度；加强混凝土浇捣和养护，使混凝土在硬化过程中及时补偿有效控制裂缝。在裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域采取措施，避免上层钢筋踩踏变形，导致板面裂缝；避免混凝土在零强度下冲击振动，防止楼板裂缝。 混凝土裂缝的预防，在模板工程中其构造要合理、模板及支架要有足够的刚度，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝；在混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；在混凝土的养护中适当延长养护时间。
（二）从混凝土自身应力的角度对温度裂缝的进行控制和预防 控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝上中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：①合理地分缝分块；②避免基础过大起伏；③合理的安排施了工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，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
（三）对混凝土的干缩裂缝进行有效控制和预防
合理选择水泥品种。水泥水化热越大，混凝土的干缩收缩越大，从减少收缩的角度出发，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥；控制水泥用量，混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，在满足强度等级的前提下降低水泥用量；控制用水量及水灰比的把握，混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大，水灰比越大，干燥收缩越大，严格控制用水量及降低水灰比，从而减少干缩裂缝目的；控制最佳砂率，混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大；控制混凝土外加剂使用，在选用外加剂时选用干燥收缩小的外加剂；正确选择养护时间和方法，保证混凝土因表面干燥过快，产生较大的收缩，导致产生拉应力而开裂。
三、对已经出现的混凝土裂缝进行修复 非强度原因而造成现浇混凝土裂缝处理措施有化学灌浆法，其方法为采取环氧类的化学浆液或水泥浆液对裂缝进行灌注填充，既提高了结构的整体性，又能有效阻止钢筋的进一步锈蚀；迭合层法，对原有混凝土楼面凿毛清理，铺设钢筋网，重新浇筑一层细石混凝土整浇层，从力学角度来提高楼板的刚度和整体抗变形性能；整体处理法，通过增设构件、改变传力途径、地基处理、结构补强等整体方法提高现浇楼板的抗裂性能，针对已出现的裂缝，视具体情况对其采取封堵或约束的方案。
四、结语 在工程中，现浇混凝土结构特别是板面的裂缝现象是不可避免的，要求我们在现场施工中要尽量做到科学合理，采取有效的措施是能够减少裂缝现象产生的；对于施工中已经产生的裂缝，在分析其发生的原因后，进行科学的处理和加固补强措施，使现浇混凝土结构能够满足正常使用条件下的安全性和耐久性要求。具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
Abstract: In the engineering construction, we often find that the problem of cracks in reinforced concrete, but must carry on the effective control in the practical construction, it is important to avoid harmful cracks. Today, the crack of reinforced concrete structure members, has become one of the most common problems. This paper focuses on the analysis of its generating reason, in the analysis of its causes and at the same time, puts forward the corresponding countermeasures.
Key words: concrete cracks; causes; prevention
中图分类号：TU71
一、裂缝产生原因分析 混凝土结构或构件往往是带裂缝工作的。裂缝发展会使结构或构件的承载能力、耐久性和抗渗能力降低，同时会使建筑物的外观变差，建筑物的使用寿命降低，甚至严重时会威胁到人们生命和财产安全。从多方面统计数据来看，很多工程混凝土的质量事故都是由于混凝土裂缝的发展所致。我们必须要采取有效控制的措施，将其混凝土裂缝的发展造成危害程度严格控制在规范范围之内，保证建筑物对人们生命和财产安全。
混凝土裂缝产生的原因是多样的， 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面子缩形变受到内部混凝土的约束；也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0．6~1．0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1．2~2．0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。现主要介绍几种：一种是非荷载作用变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷、化学作用等原因引起的裂缝；另一种是荷载作用引起的裂缝；再者是施工不当引起的裂缝，如配合比控制及养护不当引起裂缝等等。
（一）非荷载作用引起的裂缝 混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩。根据力学分析，由于结构构件受到支座的约束，当其收缩所引起结构构件的约束应力超过一定程度时，必然引起结构构件的开裂。 力学形变及温度应力裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生的裂缝。温度变化较大的地区。温度裂缝通常无规律，大面积构件裂缝常纵横交错，受温度变化影响明显，裂缝冬宽夏窄。
（二）荷载作用引起的裂缝 钢筋混凝土的结构，在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变是大于混凝土极限拉伸值，作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力及扭矩等荷载效应会引起结构构件产生裂缝，这种情况下结构是带裂缝工作，是设计允许的；由于基础不均匀沉降，使混凝土结构出现的裂缝，也属于荷载作用引起的的裂缝，这种裂缝大多是由于地勘不准确或施工控制不到位造成的，是不允许发生；由于在施工中过早对结构构件承受荷载，使结构构件达不到设计强度，迫使混凝土产生裂缝，这是可以避免的；混凝土结構构件在使用过程中，超过设计的允许最大荷载，导致混凝土裂缝。这种破坏性裂缝是不允许的。
（三）施工操作不当引起的裂缝 混凝土过早拆模，或者混凝土未达到终凝时间承受荷载等都可直接造成混凝土裂缝；在施工中板的上层钢筋一般较细，在交叉作业中，施工人员不采取措施对上层钢筋踩踏，使钢筋弯曲变形、下沉，保护层过大，导致板面裂缝；在施工中混凝土水灰比过大，多余的水形成水泡或蒸发后形成气孔，减少混凝土实际有效断面，在荷载作用下，使空隙周围产生应力集中，导致板面裂缝；混凝土砂石含泥量超标或级配差，会使混凝土产生网状裂缝或侧面裂缝，混凝土组成材料质量不合格，导致结构裂缝。
二、裂缝的预防控制
（一）从施工过程进行控制和预防 加强控制混凝土施工配合比，严格控制水灰比和水泥用量，严格选择砂石级配，减少混凝土孔隙率及收缩量，提高混凝土抗裂强度；加强混凝土浇捣和养护，使混凝土在硬化过程中及时补偿有效控制裂缝。在裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域采取措施，避免上层钢筋踩踏变形，导致板面裂缝；避免混凝土在零强度下冲击振动，防止楼板裂缝。 混凝土裂缝的预防，在模板工程中其构造要合理、模板及支架要有足够的刚度，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝；在混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；在混凝土的养护中适当延长养护时间。
（二）从混凝土自身应力的角度对温度裂缝的进行控制和预防 控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝上中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：①合理地分缝分块；②避免基础过大起伏；③合理的安排施了工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，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
（三）对混凝土的干缩裂缝进行有效控制和预防
合理选择水泥品种。水泥水化热越大，混凝土的干缩收缩越大，从减少收缩的角度出发，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥；控制水泥用量，混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，在满足强度等级的前提下降低水泥用量；控制用水量及水灰比的把握，混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大，水灰比越大，干燥收缩越大，严格控制用水量及降低水灰比，从而减少干缩裂缝目的；控制最佳砂率，混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大；控制混凝土外加剂使用，在选用外加剂时选用干燥收缩小的外加剂；正确选择养护时间和方法，保证混凝土因表面干燥过快，产生较大的收缩，导致产生拉应力而开裂。
三、对已经出现的混凝土裂缝进行修复 非强度原因而造成现浇混凝土裂缝处理措施有化学灌浆法，其方法为采取环氧类的化学浆液或水泥浆液对裂缝进行灌注填充，既提高了结构的整体性，又能有效阻止钢筋的进一步锈蚀；迭合层法，对原有混凝土楼面凿毛清理，铺设钢筋网，重新浇筑一层细石混凝土整浇层，从力学角度来提高楼板的刚度和整体抗变形性能；整体处理法，通过增设构件、改变传力途径、地基处理、结构补强等整体方法提高现浇楼板的抗裂性能，针对已出现的裂缝，视具体情况对其采取封堵或约束的方案。
四、结语 在工程中，现浇混凝土结构特别是板面的裂缝现象是不可避免的，要求我们在现场施工中要尽量做到科学合理，采取有效的措施是能够减少裂缝现象产生的；对于施工中已经产生的裂缝，在分析其发生的原因后，进行科学的处理和加固补强措施，使现浇混凝土结构能够满足正常使用条件下的安全性和耐久性要求。具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。