建筑結構指導：混凝土結構裂縫問題分析與防治

一、混凝土裂縫類型及成因

實際上,鋼筋混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素互相影響,但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種原因，其中最常見的是混凝土早期裂縫，混凝土早期裂縫有以下幾種：

1、塑性沉降裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時受到阻礙而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后0.5小時至3小時之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面消失水光時立即產(chǎn)生，沿著梁及板上面鋼筋的走向出現(xiàn)，主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動時也會出現(xiàn)此類裂縫。

2、塑性收縮裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土澆筑后，在塑性狀態(tài)時表面水分蒸發(fā)過快造成的。這類裂縫多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后3—4小時左右表面沒有被覆蓋，特別是平板結構在炎熱或大風天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過快，或者是基礎、模板吸水過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，此時混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應力而導致開裂。混凝土中蒸發(fā)和吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越容易產(chǎn)生，而商品混凝土由于為了滿足可泵性、流動性、出機時混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期強度低所以其水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。

3、溫度應力裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土澆筑后，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，造成混凝土的內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應力，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產(chǎn)生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。這種裂縫一般產(chǎn)生很早，多呈不規(guī)則狀態(tài)，深度較淺，屬表面性質。表面裂縫易產(chǎn)生應力集中，能促使裂縫進一步開展。

4、施工工藝質量引起的裂縫

在鋼筋混凝土結構澆注、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理,施工質量低劣,可能產(chǎn)生各種形式的裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)裂縫。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生原因而異,比較典型且常見的如下:①鋼筋混凝土保護層過厚,或亂踩綁扎的上層鋼筋,使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。②混凝土震搗不密實、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,導致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫的起源點。③混凝土澆注過快,混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足,硬化后沉實過大,容易在澆注數(shù)小時后發(fā)生裂縫,即塑性收縮裂縫。④混凝土攪拌、運輸時間過長,水分蒸發(fā)過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。⑤用泵送混凝土施工時,為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。⑥混凝土分層或分段澆注時,接頭部位處理不好,易在新、舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。⑦混凝土早期受凍,使構件表面出現(xiàn)裂紋,或局部剝落,或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。⑧施工時模板剛度不足,在澆注混凝土時,因側向壓力的作用使得模板變形,產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。⑨施工時拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

5、原材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?；炷了捎貌牧系馁|量不合格,可能導致結構出現(xiàn)裂縫。①砂石含泥量超過規(guī)定,不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性,還會使混凝土干燥時產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。砂石的級配差,或砂顆粒過細,用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應。骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇,水、硅反應會生成膨脹的膠質,吸水后造成局部膨脹和拉應力,則構件產(chǎn)生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見。②拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有影響。

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