钢筋混凝土构件裂缝原因分析及治理措施

中图分类号：TU37 献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

【摘要】:对钢筋混凝土构件裂缝形成的原因及特征进行分析，从外部荷载裂缝、变形裂缝及其他裂缝三方面，总结了不同裂缝的防治措施，从而保证钢筋混凝土的施工质量。

【关键词】:钢筋混凝土构件裂缝；原因；分析；防治。

Abstract: this paper analyzes the crack of the reinforced concrete reasons for the formation and characteristics, summed up the different crack prevention and control measures from the external load crack, deformation, cracks and other cracks in three areas, thus ensuring the quality of the construction of reinforced concrete.Key words: reinforced concrete structures crack; reasons; analysis; prevention

钢筋混凝土结构裂缝的形成原因有许多，主要是由外荷载引起的裂缝；变形引起的裂缝(此类裂缝包括温度、湿度、收缩、膨胀、碱骨料反应、混凝土碳化、不均匀沉陷等引起的裂缝,也称非结构性裂缝)及其他裂缝。针对钢筋混凝土结构裂缝应根据具体情况、客观条件、裂缝控制标准等及时采取相应的补强处理或返工措施。

一、外荷载引起裂缝的原因分析及治理技术

产生原因：过早拆模以及在混凝土构件上过早加载，此时混凝土尚处于凝结硬化初期,抗拉强度极低，遇模板支柱松动下沉或施工时局部堆料较多，会引起混凝土构件的弹性振动，在薄弱部位导致裂缝产生。

特点是结构应力的形成、裂缝的出现与发展是在较短时间内完成的。

防止措施：控制混凝土楼板支模、拆模和在混凝土构件上堆料作业。浇筑后混凝土强度未达到1.2 MPa ,不得在其上堆载及作业。

二、变形引起裂缝的原因分析及治理技术

1、混凝土收缩裂缝

由于水分蒸发和浆体收缩产生的混凝土裂缝基本上是收缩应力大于混凝土的抗拉强度而引起。包括:塑性收缩裂缝、水化反应收缩裂缝、表面温差收缩裂缝、干燥收缩裂缝,自身干缩裂缝等。

特点是裂缝主要出现在混凝土硬化阶段,裂缝的形成、出现与发展是在较长时间内完成的。

产生原因是混凝土坍落度、水泥细度、砂率过大,粉剂含量高，骨料用量少且粒径较小；大体积混凝土水泥水化热导致混凝土内部温度较高,当混凝土的表面温度与气温相差过大时会产生温差收缩裂缝。

防治对策：合理选材，尽量选用混凝土水化热值低的水泥；粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距的要求；细骨料级配应合理，优先选用中砂；掺入一定比例的粉煤灰或其他活性矿物掺合料，以增加混凝土的和易性,减少泌水、离析现象,降低水化热、坍落度,提高混凝土强度和耐久性。设置后浇带、采用微膨胀混凝土、控制水灰比、加强养护等措施来控制收缩变形。改善施工工艺,施工时切记振捣要均匀,避免出现局部过振形成的砂浆集中,防止局部出现裂缝,严禁用插入式振捣器赶料。实时采用二次振捣抹压技术,即在混凝土初凝前,对表面进行二次振捣抹压,使混凝土组织结构重新排列,降低水化热,消除表面泌水和干缩,增加密实度。施工期间须掌握好混凝土二次抹压的初凝时间，过早无效果，过晚会扰动已成型并具有初始强度的混凝土，对混凝土强度造成损害。

2、活性骨料引起的碱—骨料反应

所谓碱—骨料反应是指具有碱活性的粗骨料和水泥或混凝土中的碱起作用，造成混凝土开裂、强度和弹性模量下降、耐久性降低的工程质量问题。

原因是当水泥含量较高时(超过0.6 %) ,同时又使用具有碱活性的粗骨料,水泥中碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠、氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅等起化学反应，生成不断吸水、膨胀、复杂的碱—硅酸凝胶体，在粗骨料界面上明显膨胀，碱—硅酸凝胶体的碱骨料反应发展缓慢，造成早已凝结硬化的水泥石结构破坏、混凝土开裂、物理力学性能劣化、耐久性降低等问题。

特征是表面产生无色至深褐色的离析凝胶物，在裂缝或裂缝附近有白色盐霜，有网状或呈现以粗骨料为核心的放射状裂缝。混凝土的抗压强度、抗拉强度和静力弹性模量明显下降。混凝土的碱—骨料反应，一般出现在浇筑后的4～10 周，这种作用可以持续若干年，混凝土的物理力学性能逐渐衰减，严重的会造成结构破坏。

防止碱—骨料反应发生的方法是:选用含碱量小于0.6 %的水泥;控制含碱活性的骨料，精心设计配合比，使水泥、外掺料和外加剂等的总含碱量低于3 kg/ m3,避免构件长期处于潮湿环境，在混凝土中掺加活性掺合料如粉煤灰等，可抑制碱—骨料反应的发生。

防治对策

1) 表面处理方法：当混凝土的损坏还不足以影响结构安全时，可用此法。一般是对可见裂缝用有机硅涂刷、封闭,宽度大于0.4 mm 的裂缝应在保护层范围内开凿成表面宽度为20 mm 的V形槽，用环氧树脂胶或其他化学浆液注缝，上口V 形槽用干硬砂浆捻实，并加强养护。其作用有两方面，一是修补裂缝和建筑物外表，以预防钢筋锈蚀，减轻混凝土的碳化程度。二是阻断外界水进入混凝土内，延缓甚至阻止混凝土中的碱—骨料反应，防止混凝土破坏加剧。因为碱—骨料反应必须有水分存在，干燥条件下不会产生。

2) 结构补强加固法：当碱—骨料反应的损害已危及结构安全时，应采用此方法。处理前，先对结构构件的实际状况进行检测，为补强加固提供依据。混凝土结构的补强加固方法有:内部灌浆法、外部包裹法(如外包钢筋混凝土、外包钢) 等，以此改变受力体系减小原有结构的内力。

3) 拆除重建法：因碱—骨料反应造成严重裂缝，不能安全使用时,可采用此方法。

3、混凝土碳化

所谓混凝土碳化是指混凝土暴露在空气中，空气中的CO2 溶进孔隙溶液中成为碳酸，与孔隙溶液中的Ca(OH)2 反应生成CaCO3和游离水，游离水蒸发会导致混凝土收缩，称为碳化收缩。钢筋锈蚀的前提条件是钢筋表面钝化膜破坏，而一般大气环境下使钢筋钝化膜破坏的主要原因是混凝土保护层碳化，致使混凝土孔隙中pH 值降低。

特点是钢筋锈蚀后，锈蚀产物是原体积的3～4 倍，钢筋周边混凝土受其膨胀影响，保护层沿钢筋开裂，裂缝出现后钢筋锈蚀加剧。

4、不均匀沉陷引起的裂缝

主要原因是工程地质勘察报告与实际情况有出入、地基处理不到位，改建工程对原有地质情况估计有偏差，基础环境保护不好，如由于给水、排水、雨水浸泡，造成基础局部下沉。

特点是首先在主体结构中某一部位产生裂缝，且发展较快，随后逐渐趋于稳定。

防止对策：勘察期间切实做好工程地质勘察报告，施工期间确保地基处理满足设计、规范要求，基础工程完工后须加强管理，严防被给水、排水、雨水浸泡。

三、其他裂缝的原因分析及治理技术

预埋件引起的裂缝: 预埋件引起的裂缝主要是PVC 线管，PVC 线管管壁光滑，与混凝土握裹粘结力低，且其本身刚度差，弹性较大，不易固定，在混凝土板中的位置上下不一，极易发生顺管裂缝。

防止措施：在PVC线管上下表面增设钢丝网，增加表面粗糙度，并加以固定。

作者简介:景俊哲(1963) ,男,2005年毕业于新疆大学建筑工程专业,助理工程师,奎屯市市政工程公司