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阅读 4731 次 浅谈钢筋混凝土结构裂缝的形成与控制

摘要:混凝土结构的裂缝一直是建筑业的一大质量通病,本文首先分析了裂缝产生的原因,提出几种常见裂缝的鉴别特征,最后提出了裂缝控制措施...
 
 
浅谈钢筋混凝土结构裂缝的形成与控制
 
马小瑞       ( 陕西建工集团总公司)
     近年来,由于混凝土结构的裂缝导致的质量事故在增多,而以表面系数较大的板、墙体出现的裂缝最为普遍,裂缝尽管采用各种途径可以修复,但裂缝的存在终究会给混凝土面耐久性带来或多或少的影响。
 
一、钢筋混凝土裂缝产生的原因
    1、材料、半成品质量问题: 水泥或碎石的质量不良:水泥安定性不合格,砂石级配差,砂太细,砂石含泥量大,都会使混凝土结构产生裂缝。
   
    2、建筑物结构应力裂缝:较为常见的有:断面突变,构件开洞等引起应力集中,构造处理不当等引起应力变化导致产生的裂缝;结构在静力或动力荷载作用下在受拉区、受剪区或振动严重的部位产生的裂缝;结构接近极限承载力时,在受压区钢筋混凝土有明显竖向裂缝。由于地基不均匀沉降,在结构或构件内出现了附加应力,而导致钢筋混凝土开裂。
   
    3、温度裂缝:混凝土具有热胀冷缩的性质,建筑物中的结构构件受到各种约束(外约束、内约束),在温度变形和约束的共同作用下,产生温度应力。当该应力超过了混凝土的抗裂强度时,就产生了裂缝。
   
    4、干缩裂缝:混凝土在空气中结硬时,混凝土中多余水分蒸发、在水泥水化作用下,使形成的水泥骨架不断紧密,造成体积减少称为干缩或收缩。施工中早期养护不及时,混凝土表面干燥过快,而内部湿度变化小,表面收缩变形受到内部混凝土约束,因此,在构件表面产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就产生了干缩裂缝。
    
    5、施工裂缝:配合比中水灰比控制差、随意提高混凝土强度,而使单位水泥用量加大等;钢筋保护层厚度,特别是现浇板的负弯矩筋保护层厚度达不到设计要求;模板支撑不合理、刚度不足、地基下沉,以及过早拆模;对于现浇板,特别是过早、过集中的承担施工荷载,对板面的冲击等因素都可能造成混凝土开裂。
 
二、几种常见裂缝的特征与鉴别
    上述五类裂缝可对大部分裂缝做出正确的鉴别,下面主要阐述应力、温度、干缩三类裂缝的特征与鉴别。
 
    1、应力裂缝:随着构件或结构所受荷载的应力性质和受力大小不同,裂缝具不同的形态特征。一般有两种主要特征:一是裂缝走向与主筋方向接近垂直;二是裂缝宽度一般较宽,且沿着长度与深度方向有明显的变化。
 
    受弯构件常见的垂直裂缝和斜裂缝两类:垂直裂缝多出现在梁、板构件弯矩最大的截面上或断面突然削弱处;斜裂缝一般发生在支座等剪力最大的部分,裂缝由下部分开始,沿着45度向构件跨中上方伸展,随着荷载增加,裂缝不断扩展,数量增加。
 
    轴心受压构件一旦发现受压区混凝土压裂,可能预示结构开始破坏。小偏心受压构件和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,裂缝与破坏情况,基本上与轴心受压构件相似。大偏心受压且受拉区配筋不多的构件,基本上类似受弯构件。
   
    2、温度裂缝:由于产生的原因不同,可能出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方向一般无规律性,较深的或贯穿性裂缝走向,往往与
主筋方向平行或接近平行。这类裂缝的宽度大小不一,但每一条裂缝宽度变化不大。裂缝宽度随着温度变化而变化。在建筑工程中温度裂缝一般有以下二种类型:
 
    (1)环境温度剧烈变化造成。常见的是现浇梁、板某些部位的温度裂缝。发生在板上时,多为贯穿裂缝。在矩形板上,裂缝方向常与较短边平行;当板有横肋时,裂缝多与横肋相垂直,常见的裂缝宽度是0.15-0.5mm。
 
    (2)大体积混凝土中,水泥水化热在中心大量积聚,而外界表面温度与此形成温度梯度,当温差大于25度时,就会引起表面或浅层的裂缝;混凝土内部温度差可造成贯穿裂缝。
 
    3、干缩裂缝
    其形状常见的为两种:一种是表面的不规则发生裂缝,这种裂缝发生在混凝土终凝前。另一种是中间宽,两端细,有时出现在两根钢筋之间,并与钢筋平行。如仅由于干缩造成的裂缝,其长度与宽度均较小。当干缩与温差等原因叠加而形成的裂缝,其长度与宽度有时较大,在板类结构中可形成贯穿性裂缝。
 
三、裂缝的控制措施
    1、现多采用商品混凝土,经常监控商砼原材料、严格控制进场商砼的质量,控制混凝土塌落度。
    2、建筑与结构构造的合理性:设计上控制,注意断面突变、构件开洞等的应力集中部位,注意加强配筋处理,变形缝设置在受力较小地方。满足建筑与结构构造规定和要求。
    3、减少地基变形:软土地基的不均匀沉降,是造成建筑物裂缝损坏或倾斜等工程事故的重要原因。
    4、管理施工规范:科学合理安排施工工序,掌握好技术间隙时间,控制好混凝土在初期强度增长期的质量控制及混凝土二次抹面时间。
    5、减少温度裂缝:在厚大体积混凝土施工中,采取养护措施,监测控制混凝土内外温差不能超过25度;避免混凝土养护不周,时干时湿,造成混凝土产生裂缝。
 
四、结束
    以上是对混凝土的裂缝进行的理论和实践上的初步探讨,预防和改善措施在实践中的应用效果也是比较好的。要想最大限度的避免钢筋混凝土结构裂缝,还需要建筑界同仁们不懈的努力。
 
 
(本文来源:陕西省土木建筑学会  文径网络:文径 尹维维 编辑  刘真 审核)
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