鋼筋砼梁裂縫的成因及處理措施研究
關(guān)鍵詞：鋼筋砼梁,裂縫,原因,防治
混凝土因其取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆注成各種形狀，并且耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土也存在抗拉能力差，容易開裂等缺點(diǎn)，混凝土裂縫不可避免。一些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展，引起混凝土炭化、保護(hù)層剝落，鋼筋腐蝕，使混凝土的強(qiáng)度和剛度受到削弱，耐久性降低，危害結(jié)構(gòu)的正常使用，必須加以控制。
一、裂縫產(chǎn)生的原因
(一)構(gòu)造變形引起裂縫
構(gòu)造變形引起裂縫主要有溫度裂縫、干縮裂縫、凍漲裂縫、化學(xué)反映裂縫等。裂縫的主要形式有：水平裂縫、橫裂縫、斜裂縫、放射狀裂縫、龜裂等。溫度和濕度變化的影響是產(chǎn)生變形裂縫的重要原因。
(1)出現(xiàn)裂縫是由混凝土材料的特性決定的�；炷潦且环N非勻質(zhì)的脆性材料，由骨料、水泥石、水及存留的氣體組成。各種材料在混凝土硬化變形中是不一致，互相約束產(chǎn)生初始應(yīng)力，會(huì)產(chǎn)生肉眼看不見的、不連貫不規(guī)則的裂縫，稱微裂。但在荷載作用或近一步的溫差、干縮情況下，裂縫擴(kuò)展，形成肉跟可見裂縫。從這個(gè)意義上說(shuō)，混凝土的微裂有時(shí)也是不可避免的。
(2)由于結(jié)構(gòu)因溫度、濕度變化，混凝土收縮、膨脹，建筑物不均勻沉陷，施工中養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)?shù)仍蛞鸬摹円箿夭�、季�?jié)溫差而造成構(gòu)件的溫度內(nèi)外差異。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后，在混凝土硬化的工程中水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷升高，造成混凝土表面和內(nèi)部溫差較大。當(dāng)外界溫度不均勻降溫時(shí)，相對(duì)濕度的變化也會(huì)引起混凝土構(gòu)件的收縮變形。這種裂縫的特點(diǎn)是：一般只出現(xiàn)在較淺的范圍內(nèi)，而表面以下的結(jié)構(gòu)沒有問題。
(3)預(yù)拌混凝土比自拌混凝土更容易出現(xiàn)溫度裂縫�，F(xiàn)在大部分的建設(shè)項(xiàng)目國(guó)家提倡使用預(yù)拌混凝土，一般而言預(yù)拌昆凝土中水泥的用量比現(xiàn)場(chǎng)攪拌高。混凝土中水化熱主要由水泥產(chǎn)生的，因此，預(yù)拌混凝土的水化熱比現(xiàn)場(chǎng)攪拌水化熱大。同時(shí)，如果預(yù)拌混凝土現(xiàn)場(chǎng)等候時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，塌落度出現(xiàn)損失，水分丟失，也可能導(dǎo)致溫度縫或收縮裂縫的出現(xiàn)。
(4)一般來(lái)說(shuō)，變形裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力影響較小，但對(duì)耐久性損害大。裂縫的部位隨著風(fēng)吹雨淋等自然環(huán)境的腐蝕，裂縫處混凝土?xí)撀�，暴露的鋼筋�?huì)銹蝕，從而最終影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
(一)外荷載作用引起裂縫
外荷載(靜、動(dòng)荷載)的直接應(yīng)力和次應(yīng)結(jié)力引起的裂縫。裂縫的主要形式為：貫通裂縫和斜裂縫。
形成的原因主要包括：(1)構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。設(shè)計(jì)在考慮荷載時(shí)，考慮不周全，沒有采取最不利情況下的結(jié)構(gòu)計(jì)算單元進(jìn)行荷載計(jì)算。例如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。如果在梁的設(shè)計(jì)時(shí)未考慮溫度變化大的影響。若按照常規(guī)受力狀況計(jì)算選取構(gòu)件斷面尺寸和配置鋼筋，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行“強(qiáng)柱弱梁”的抗震要求，連接梁的柱自然選用了較大的柱斷面，如果構(gòu)造腰筋的配置的再偏小、偏少，那么柱的剛度大，就增加了對(duì)梁變形的約束。致使梁的溫度收縮應(yīng)力增大時(shí)，增大了梁出現(xiàn)裂縫的概率。這類裂縫大多出現(xiàn)在屋面框架主梁上，大部分表現(xiàn)為端部斜裂縫和跨中豎裂縫。
(2)施工方法不規(guī)范，成為裂縫出現(xiàn)的隱患�；炷翗�(gòu)件在混凝土強(qiáng)度未完全上來(lái)時(shí)，承受超出當(dāng)時(shí)能夠承受的荷載，構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生次應(yīng)力，在應(yīng)力釋放過(guò)程中，造成構(gòu)件的內(nèi)部破壞，即所謂的“內(nèi)傷”。
(3)施工未按施工圖進(jìn)行，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)意圖，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。施工單位素質(zhì)低，施工技術(shù)管理水平差。嚴(yán)重的有偷工減料現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋漏做或混凝土強(qiáng)度等有問題。如混凝土強(qiáng)度偏低，鋼筋配置不足(支座箍筋加密區(qū)間距過(guò)大比較普遍)等，從而加大了構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的可能。
二、裂縫防治措施
(一)加強(qiáng)材料質(zhì)量控制
(1)水泥：在混凝土施工中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫。為此，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥，盡量降低單位水泥使用量。
(2)粗骨料：在鋼筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸與結(jié)構(gòu)物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關(guān)，增大骨料粒徑可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少，但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析。因此，必須調(diào)整好級(jí)配設(shè)計(jì)，并在施工中加強(qiáng)振搗。對(duì)于粒徑5～40mm的石子，要求針片狀少，超規(guī)少，顆粒級(jí)配符合篩分曲線要求，這樣可避免堵泵，減少砂率、水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用粒徑5～40mm石子比采用粒徑5～25mm石予每立方米混凝土減少用水量15kg左右。在相同水灰比情況下，每立方米混凝土水泥用量減少20kg左右(水灰比0.709)，同時(shí)降低了混凝土的溫升：當(dāng)粒徑50mm石子滿足篩分曲線要求時(shí)，其砂率控制在42%左右即可滿足泵送要求。
(3)細(xì)骨料：采用中粗砂比采用細(xì)砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右，水泥相應(yīng)減少28kg左右，從而降低混凝土的干縮。砂石料的含泥量控制：砂石含泥量超標(biāo)，不僅增加混凝土的干縮，同時(shí)降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂十分不利，因此在路大體積混凝土施工中，石子含泥量應(yīng)控制好。
(4)摻加塊石：在大體積混凝土基礎(chǔ)施工中，摻加無(wú)裂縫的、沖洗干凈、規(guī)格為150～250mm的堅(jiān)固大石塊，不僅可減少混凝土的總用量，又可減少單位水泥用量，從而降低水化熱，同時(shí)石塊本身也吸收熱量，使水化熱進(jìn)一步降低，對(duì)控制裂縫有利。
(二)混凝土的澆灌振搗技術(shù)
混凝土的澆灌振搗技術(shù)對(duì)混凝士密實(shí)度很重要最宜振搗時(shí)間為10～30s。泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗，大體積混凝土在澆灌振搗中會(huì)產(chǎn)生大量的泌水應(yīng)及時(shí)排除，有利于提高混凝土質(zhì)量和混凝土抗裂性。
(三)施工過(guò)程中的溫度控制
在大體積混凝土施工過(guò)程中為了減少混凝土的內(nèi)外溫差，一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度，另方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)，以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環(huán)節(jié)越慢越好，為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件，與此同時(shí)還要在養(yǎng)護(hù)中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài)，這對(duì)增加混凝土強(qiáng)度和減少收縮是十分有利的。
(四)混凝土的拆模時(shí)間
混凝土的拆模時(shí)間可根據(jù)工程部位具體情況(工序要求、施工荷載狀況)確定，應(yīng)盡可能地多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間。拆模后混凝土表面的溫度下降幅度不應(yīng)大于15℃。拆模時(shí)混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊等級(jí)最低不宜低于℃。
(五)混凝土基礎(chǔ)工程拆模后及時(shí)回填土
及時(shí)回填土是控制早期、中期開裂的有力措施。土是混凝土養(yǎng)護(hù)的最佳介質(zhì)。施工經(jīng)驗(yàn)表明遲遲不回填土的暴露工程裂縫最多。
結(jié)束語(yǔ)
總之，對(duì)于鋼筋砼梁裂縫的防治應(yīng)貫徹預(yù)防為主的原則，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工及使用等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全，避免不必要的損失。一旦產(chǎn)生裂縫，，須盡快分析原因，對(duì)違章操作及不符合安全要求的應(yīng)及時(shí)糾正。這樣才能做好混凝土的裂縫防治。
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