鋼筋混泥土裂縫機(jī)理與控制措施

　　【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；裂縫機(jī)理；控制措施 

 

 

　　建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級日趨提高，習(xí)慣上認(rèn)為強(qiáng)度等級越高越安全，就高不就低，提高強(qiáng)度等級沒有壞處，但是遷就施工方便，采用高強(qiáng)度混凝土這是一個誤導(dǎo)，導(dǎo)致水泥的標(biāo)號增加、水用量增加、水泥用量增加、

細(xì)料及粗骨料粒徑偏小，砂率偏大等都會使鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫。 

 

　　1.1塑性收縮裂縫 

 

　　塑性收縮裂縫是指混凝土在凝結(jié)之前表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱和大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細(xì)且長短互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般寬1～5�L，長20～30�L。其產(chǎn)生主要原

因為混凝土在終凝強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝強(qiáng)度低時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土的體積急劇收縮而此時混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，

因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有混凝土的凝結(jié)時間、水灰比、溫度、環(huán)境、風(fēng)速、相對濕度等。 

 

　　1.2干縮裂縫 

 

　　干縮裂縫多產(chǎn)生在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間，水泥槳中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生干縮且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多

見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果�；炷�土受外部條件的影響表面水分損失過快、內(nèi)部濕度變化較小、變形較大、變形較小，較大的表面干

縮變形受到混凝土內(nèi)部的約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，影響鋼筋的銹蝕，影響鋼筋混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)

生水力劈裂影響混凝土的承載力等。混凝土的干縮主要和混凝土的水灰比、集料的性質(zhì)和用量、水泥的成分、水泥的用量、外加劑等用量有關(guān)。 

 

　　1.3水化熱裂縫 

 

　　溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或濕度變化較大地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)中�；炷�土澆筑后在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚集在混凝土的內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫

度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成了內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的拉應(yīng)強(qiáng)度極限時，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫，這

種裂縫所發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫度變化較大或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂

縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較薄范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯，梁板類長度、尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行與短邊：深入和貫穿性的裂縫一般與短邊方向平行或接近平

行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密，裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。 

 

　　1.4其他裂縫 

 

　　堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的，由于化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫�；炷�土攪拌后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝

土酥松，膨脹開裂。鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫是由于混凝土澆筑、震搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋產(chǎn)生體積膨脹。導(dǎo)致混凝土膨脹，此類裂縫多為縱向裂縫，沿筋位置出

現(xiàn)。 

 

 

　　根據(jù)混凝土前期裂縫產(chǎn)生的原因，擬采用下列施工方法可降低或消除現(xiàn)澆板前期裂縫比較有效途徑。 

 

　　2.1合理控制混凝土初凝、終凝時間 

 

　　首先根據(jù)工程特點，確定是現(xiàn)場攪拌，還是采用商品混凝土，確定混凝土攪拌形式后，在測算混凝土從攪拌開始到澆筑地點及澆筑完成后時間，再考慮各種偶然因素，考慮在各種綜合因素后，確定本工程所選用的水泥

初凝時間、終凝時間，及所使用緩凝劑的品種和緩凝劑的用量，保證混凝土澆筑振搗完成后不久，混凝土就處于初凝狀態(tài)，保證混凝土前期強(qiáng)度與溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力同步提升，阻止混凝土前期裂縫產(chǎn)生。 

 

　　2.2優(yōu)化混凝土配合比 

 

　�。�1）從源頭出發(fā)，選擇水化熱小的混凝土； 

 

　�。�2）摻入適量粉煤灰，混凝土的自收縮大小主要取決于混凝土內(nèi)部自干燥程度，混凝土內(nèi)部的彈性模量及徐變系數(shù)。混凝土的早期（初凝至1d）彈性模量低、徐變系數(shù)大，因此自干燥速度是決定早期自收縮的主要因素。粉煤灰在水泥漿體系中的水化非常緩慢因此在相同的水膠比條件下，用粉煤灰替代部分水泥相當(dāng)于增大早期有效水灰比。因此粉煤灰可降低混凝土內(nèi)部的早期自干燥速度，顯著降低早期自收縮。而且由于減少了水泥的

用量，也在相當(dāng)大的程度上降低了混凝土的水化熱，減小了溫度收縮。后期粉煤灰的繼續(xù)水化使混凝土內(nèi)部自干燥程度提高，但是此時混凝土已有較高的彈性模量和很低的自徐變系數(shù)，因此在相同自干燥程度下產(chǎn)生的自收

縮同早期相比小得多； 

 

　�。�3）摻入外加劑 

 

　　其方法歸納起來有以下幾種：通過摻加減水劑降低單位用水量的方法減小收縮，摻加有機(jī)收縮低減水劑的方法減少收縮，通過摻加具有膨脹性的外加劑導(dǎo)入化學(xué)預(yù)應(yīng)力的方法補(bǔ)償收縮。 

 

　　2.3調(diào)整混凝土初凝前組織結(jié)構(gòu) 

 

　　由于鋼筋混凝土，一般采用水泥初凝時間、終凝時間較長，同時采用緩凝劑、泵送劑等各種外加劑，致使混凝土的初凝時間、終凝時間推后，混凝土澆筑完成后，較長時間混凝土還未進(jìn)入初凝狀態(tài)，而這時溫度應(yīng)力、

收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生，這時已經(jīng)產(chǎn)生了細(xì)微裂縫。為了消除已產(chǎn)生的混凝土裂縫，將采用“消除裂縫法”即采用二次振搗方法，將原來組織結(jié)構(gòu)破壞，消除原來已形成的微裂縫，經(jīng)過二次振搗，二次收抹后，形成了新的組織結(jié)

構(gòu)。二次振搗，二次收抹必須在混凝初凝前完成。根據(jù)混凝土板厚度，二次振搗可采用深層振搗，或表層振搗。 

 

　　對于厚度較大的現(xiàn)澆板可采用深層振搗，深層振搗采用插入式振搗，對于厚度較小的現(xiàn)澆板可采用表層振搗。這種二次振搗，二次收抹的方法，可以破壞混凝土原來的組織結(jié)構(gòu)，原來由于混凝土未初凝，混凝土的抗拉強(qiáng)度很小，甚至混凝土強(qiáng)度還未產(chǎn)生，而溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生，由于混凝土抗拉應(yīng)力小于溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力，初凝前、初凝后就已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫。經(jīng)過在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗、二次收抹后，原來形成的混

凝土裂縫已經(jīng)消除，在新的組織結(jié)構(gòu)下，混凝土溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力正在形成，而混凝土抗拉強(qiáng)度也正在形成，混凝土的溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、混凝土抗拉強(qiáng)度同步產(chǎn)生，甚至混凝土的抗拉強(qiáng)度增長先于其它應(yīng)力增長，這

樣可以避免混凝土前期裂縫的產(chǎn)生。 

 

 

　　總之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿足安個性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面，因而對現(xiàn)已投用建筑物進(jìn)行鑒定時，必須找出形成裂縫的原因，測量裂縫的形狀大小，找出裂縫變化的形態(tài)，分析辨別對結(jié)構(gòu)的影響程度，然后采取不同的處理措施以保證結(jié)構(gòu)的安全，延長其使用壽命。 

 

　　參考文獻(xiàn)： 

 

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