摘要：混凝土是脆性材料，而鋼筋卻是韌性材料，它們兩者在一起工作，彈性模量相差很大，而且兩者的強(qiáng)度差別就更大，因此兩種材料在一起共同發(fā)揮作用，要使鋼筋參加工作，比較多的承受力，混凝土勢必開裂。大量的工程和理論分析表明鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的。裂縫一般分成不可見裂縫和可見裂縫�？梢娏芽p又分為無害裂縫和有害裂縫。有害裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)作用下不斷產(chǎn)生和發(fā)展，引起混凝土碳化，保護(hù)層剝落及鋼筋銹蝕，直至影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，必須加以控制。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁；裂縫；種類；防治；處理
中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、引言
混凝土的裂縫，是由于混凝土內(nèi)部應(yīng)力作用和外部荷載作用，以及溫差、干縮變化等因素作用下形成的。一般土梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)件中裂縫寬度小于或等于0．05mm的那部分，對使用沒多大危害。但大于0．05mm的裂縫，終究會影響結(jié)構(gòu)的耐久性，因此，施工中仍應(yīng)盡可能控制裂縫的數(shù)量和寬度。同時，有些裂縫，隨時間的延長而減少發(fā)展；有些裂縫，隨時間延長而繼續(xù)擴(kuò)展，對前者，采用封閉措施即可，而后者，關(guān)系結(jié)構(gòu)安全度，而不可簡單處治。二、混凝土結(jié)構(gòu)承受約束應(yīng)力的特點(diǎn)與規(guī)律
結(jié)構(gòu)承受的約束作用分內(nèi)約束自約束和外約束兩類。結(jié)構(gòu)的變形如果是完全自由狀態(tài)（既無外約束，又無內(nèi)約束），變形能得到滿足達(dá)到最大值，則內(nèi)應(yīng)力為零，也就不可能產(chǎn)生任何裂縫。如果結(jié)構(gòu)的變形不是自由的(受到內(nèi)外約束，而且約束的完全不動，即在全約束狀態(tài)下則應(yīng)力達(dá)到最大值，而變形為零。在全約束與完全自由狀態(tài)的中間過程，即為彈性約束狀態(tài)，亦即自由變形分解成為約束變形和顯現(xiàn)變形（實(shí)際變形）。實(shí)際變形越大，約束應(yīng)力越��；實(shí)際變形越小，約束應(yīng)力越大，這種約束狀態(tài)與荷載作用下的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)（虎克定律）有著根本區(qū)別。在約束狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)首先要求有變形的余地，如果結(jié)構(gòu)能滿足此要求，不再產(chǎn)生約束應(yīng)力。如果結(jié)構(gòu)沒有條件滿足此要求，則必然產(chǎn)生約束應(yīng)力。當(dāng)約束應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，則導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。
值得注意的是，外荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力僅與荷載及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān)。但在變形作用條件下，結(jié)構(gòu)的約束內(nèi)力不僅與變形作用及結(jié)構(gòu)幾何尺寸有關(guān)，而且與結(jié)構(gòu)的抗彎剛度有關(guān)，剛度越大，約束力矩越大。當(dāng)混凝土構(gòu)件進(jìn)入極限狀態(tài)時，裂縫充分發(fā)展，剛度下降并趨近于零時則力矩也趨近于零。
三、混凝土裂縫的種類及特征
產(chǎn)生混凝土裂縫的原因是多方面的，土梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件所發(fā)生的裂縫也是形態(tài)各異的，但就一些具體裂縫而言，總有主導(dǎo)原因，一些裂縫具有其獨(dú)特特征�；炷劣步Y(jié)前易產(chǎn)生的塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫，可統(tǒng)稱為沉縮裂縫；混凝土硬結(jié)后，易產(chǎn)生塑性干縮裂縫(龜裂)和長期干縮裂縫，可統(tǒng)稱為干縮裂縫；還易產(chǎn)生溫度裂縫和化學(xué)裂縫；在混凝土硬結(jié)前后都可能產(chǎn)生的有應(yīng)力裂縫和施工處理不當(dāng)?shù)纫蛩氐牧芽p，可統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)性的裂縫。四、混凝土裂縫的防治與處理方法1、沉降裂縫 （1）現(xiàn)象：混凝土澆筑后l～3h內(nèi)，隨泌水而沉降或隨混凝土塑性收縮產(chǎn)生的裂縫。沉降裂縫順梁、板上表面主筋的方向開裂，裂縫最深達(dá)鋼筋表面。塑性收縮裂縫在鋼筋以上產(chǎn)生不規(guī)則斜裂縫。 （2）危害：減少鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，加速了鋼筋的銹蝕。 （3）預(yù)防措施：
a．嚴(yán)格控制混凝土水灰比和加水量，不要采用過大的單方水泥用量。
b．摻入減水劑和適量的粉煤灰。以便減少沉降量和塑性收縮。
c．在混凝土澆筑1～2h后，對混凝土進(jìn)行二次振搗，表面拍打、振密。箱梁及t梁應(yīng)澆到翼板根部時停留一段時間，待梁身混凝土泌水沉降完成后，再繼續(xù)澆注翼板這層混凝土。
�。�4）治理方法：出現(xiàn)沉降裂縫時，立即抹平壓實(shí)。 2、塑性干燥及收縮裂縫(龜裂)（1）現(xiàn)象：混凝土澆注以后約4h，裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形狀很不規(guī)則，長短不一，互不連貫，俗稱龜裂。（2）危害：淺層龜裂影響混凝土面的美觀；深層龜裂減小鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，鋼筋容易過早銹蝕。（3）預(yù)防措施：
a．嚴(yán)格控制水灰比及水泥用量，選用較大砂率和級配良好石料。
b．避免混凝土自身與外界溫度相差過大，澆注后及時覆蓋，潮濕養(yǎng)護(hù)。
c．設(shè)置風(fēng)擋；氣溫高，干燥或風(fēng)速大的氣候下施工，應(yīng)及早噴水養(yǎng)護(hù)。
d．澆注前，將基層和摸板充分澆水濕透。 （4）治理方法：
a．發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時，及時抹壓一遍，再覆蓋養(yǎng)護(hù)。
b．裂縫已形成時，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)表面抹一層薄砂漿封閉裂縫，保護(hù)鋼筋；預(yù)制構(gòu)件，可在裂縫表面，涂環(huán)氧膠泥或粘環(huán)氧玻璃布，封閉處理。3、長期干縮裂縫 （1）現(xiàn)象：表面性裂縫，寬度只有0．05～0．2rnm。走向?yàn)榭v橫交錯，沒有規(guī)律性。整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，多半發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，平面裂縫多半延伸到變截面部位或塊體邊緣。預(yù)制構(gòu)件多產(chǎn)生在箍筋位置。 （2）危害：較嚴(yán)重開裂時，影響混凝土面的外觀質(zhì)量，會引發(fā)混凝土面層剝落。 （3）預(yù)防措施：
a．水泥用量、水灰比、砂率不能過大采用；盡量減少混凝土單位用水量。
b．板面混凝土在初凝后、終凝前，進(jìn)行二次抹壓，減少收縮量。
c．摻用膨脹劑如鈣礬系膨脹劑(uea)，摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰。4、溫度裂縫 （1）現(xiàn)象：
a．表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性：梁、板及長度尺寸較大結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；大面積結(jié)構(gòu)裂縫�？v橫交錯。
b．溫度深層裂縫和貫穿裂縫。一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿全長分段出現(xiàn)。中間較密；表面、深層、貫穿溫度裂縫的寬度大小不一，一般在0．5mm以下，裂縫寬度沿全長沒多大變化，但受溫度變化影響顯著。冬季較寬，夏季較細(xì)。
e．多發(fā)生在施工期間，沿斷面高度，裂縫大多呈上寬下窄狀，個別有下寬上窄的情況，如遇上下邊緣配筋較多結(jié)構(gòu)，也出現(xiàn)中間寬兩端窄的形狀。
（2）危害：表面溫度裂縫，因只在表層出現(xiàn)，所以僅影響混凝土的外觀質(zhì)量。嚴(yán)重時，產(chǎn)生表層剝落；深層和貫穿溫度裂縫，由于深度大，或成貫穿狀，將破壞結(jié)構(gòu)的整體性，加速鋼筋銹蝕，降低混凝土的抗凍性和耐久性。 （3）預(yù)防措施：預(yù)防溫度裂縫，可從控制溫度，改進(jìn)設(shè)計和施工操作工藝，改善混凝土性能。減少約束條件等方面入手。一般措施為：
a．降低混凝土的澆注溫度。如采用降低骨料的溫度，或加冰水，或澆注安排在夜間最低溫度時，或采取有效措施減少混凝土的溫度回升，或用液態(tài)氮降低混凝土的溫度等。
b．降低水泥的水化熱的溫升。如選用低水化熱的水泥，或減少水泥的用量，或摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰。
c．加快澆注后混凝土的散熱，如使用剛模板(結(jié)構(gòu)較薄時)，或分層澆注混凝土，每層厚度不大于30cm，以便于散熱，并使溫度分布均勻；或在大體積混凝土中，預(yù)埋或利用一些管、孔道如鋼索的套管，通過冷水或冷風(fēng)在降溫。
d．降低欲澆注混凝．土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物外部約束。
e．加強(qiáng)澆注混凝＆的表面保護(hù)。
f.改善混凝土的性能。
g．蒸氣養(yǎng)護(hù)構(gòu)件時，嚴(yán)格控制升溫速度不大于10-15℃／h，降溫不大于15℃／h，并應(yīng)適當(dāng)冷養(yǎng)后吊運(yùn)構(gòu)件出池。以避免過大溫度應(yīng)力。 （4）治理辦法：
a．對于一般結(jié)構(gòu)的縫寬小于0．1mm裂縫，因可自行愈合，只采取封閉措施，即一般采用涂兩遍環(huán)氧膠泥，貼環(huán)氧玻璃布，以及噴水泥沙漿等進(jìn)行裂縫表面封閉。
b．對于有防水要求的結(jié)構(gòu)，縫寬大于0．1mm的深層及貫穿性裂縫，可根據(jù)裂縫的可灌程度取灌漿方法進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。
五、混凝土裂縫的控制措施
如前所述，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計、材料、施工等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。
1、設(shè)計方面
在工程設(shè)計實(shí)踐中，綜合分析具體技術(shù)條件、使用要求和經(jīng)濟(jì)效果，運(yùn)用“抗與放”的設(shè)計準(zhǔn)則，合理選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料，降低結(jié)構(gòu)約束程度。如：應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
正確分析建筑結(jié)構(gòu)的受力特性，謹(jǐn)慎處理結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和施工中的細(xì)節(jié)問題，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與設(shè)計假定條件不符造成質(zhì)量事故。本文列舉的工程實(shí)例已充分說明此問題。
重視構(gòu)造鋼筋的配置，特別是對于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。如：板頂部的受壓區(qū)連續(xù)配筋；板的陽角及陰角配置放射筋；適當(dāng)增加梁的腰筋直徑和間距等。
2、材料選擇
根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配，盡量減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑，降低含泥量及雜質(zhì)含量。
選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。如：對于水平構(gòu)件梁、板、墻等宜采用中、低強(qiáng)度等級的混凝土。
選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。摻合料和外加劑目標(biāo)已作為混凝土的第五、六大組分，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。充分考慮不同品種、不同摻量的膨脹劑所產(chǎn)生的不同的膨脹效果。使用前還應(yīng)通過試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。
3、施工方面
采取保溫保濕的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，適應(yīng)泵送混凝土的較大溫度收縮變形的要求，防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。
對于大體積混凝土，施工時應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題，可采取必要的降溫措施（埋設(shè)散熱孔、通水排熱等），避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。
盡量利用混凝土后期強(qiáng)度。對于超長結(jié)構(gòu)可采取后澆帶方法進(jìn)行施工。
六、結(jié)束語
混凝土構(gòu)件裂縫的處理工作是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工作。首先，要對建筑結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生的原因進(jìn)行分析、檢驗(yàn)、鑒定。
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