探讨钢筋混凝土结构裂缝成因和防治措施

张馨玉

摘 要：一般的钢筋混凝土结构由于混凝土抗拉强度较低，在使用荷载作用下，会出现裂缝，而这些裂缝的存在会降低结构的抗冻和抗渗能力，影响结构的耐久性，严重时还会危及整个建筑的结构。通过对裂缝的成因进行研究，提出相应的防治措施。

关键词：建筑；钢筋混凝土；裂缝成因；防治措施

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0071-02

从19世纪中叶开始，钢筋混凝土结构被应用在建筑工程中，并且发展极为迅速，现在它已经成为了工程建设中应用非常广泛的建筑结构。但是，一般的钢筋混凝土结构在使用荷载作用下会出现裂缝。如果裂缝宽度能控制在规定限值内，对结构不会产生影响；一旦结构裂缝宽度超过了规定限制，将会降低结构抗冻和抗渗能力，使钢筋锈蚀，降低结构的耐久性。而预应力混凝土构件中的高强钢丝如果锈蚀就会断裂，这会引发更严重的事故。因此，研究裂缝成因和防治措施可以帮助我们更好地防治裂缝，提高工程质量。

钢筋混凝土结构产生裂缝的原因十分复杂，归纳起来有两种，即荷载引起的裂缝和非荷载引起的裂缝。

1 荷载引起的裂缝

一般钢筋混凝土结构，在使用荷载作用下，由于混凝土抗拉强度低，截面的混凝土拉应变大于混凝土的极限拉伸值，所以部分构件在使用时总是带裂缝工作的。而引起构件开裂的荷载效应有弯矩、剪力、轴向拉力和扭矩等。要解决这些问题，就要合理配筋，控制钢筋应力，钢筋的直径不要太粗，钢筋在混凝土结构中均匀分布。

2 非荷载引起的裂缝

2.1 温度变化引起的裂缝

在混凝土浇筑过程中，内部会产生水化热，而表面较冷，内外温度不一致，会产生热胀冷缩现象，使得混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过混凝土极限拉应力时，便会产生裂缝。另外，裂缝也可能是施工中的人为因素所致，比如新旧混凝土接合面分层分块不合理、养护不及时等，都会引发混凝土构件深入贯穿裂缝。如果在施工过程中过早拆除模板或在冬季施工，构件表面温度不均匀，也会产生温度收缩，而这种收缩会受内部混凝土的约束，在混凝土表面产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定程度时，混凝土表面就会形成裂缝。解决这些问题的办法就是设置伸缩缝，减小约束。对于大体积混凝土结构来说，由于内外温差大，为了减小温差，应分层、分块浇筑，使用低热水泥，采用埋置块石、预冷骨料和预埋冷却水管等方法。

2.2 混凝土收缩引起的裂缝

收缩裂缝就是在混凝土凝固的过程中，由于水分减少、体积变小而产生一定的收缩，将混凝土拉裂。这类裂缝一般是在混凝土结构露天养护完毕一段时间后，在其表层或侧面出现，并且它们会随着湿度和温度的变化逐渐加大。对那些受到约束而不能自由伸缩的构件，钢筋混凝土的干缩可能会导致裂缝的产生。另外，在配筋较高的构件中，即使边界没有约束，但随着钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制产生拉应力，这也有可能会使构件产生局部裂缝。解决这类问题的办法就是设置伸缩缝，降低水灰比，配筋率不可过高，设置构造钢筋使收缩裂缝均匀分布，加强潮湿养护。

2.3 基础不均匀沉降引起的裂缝

由于建筑物荷载分布不均匀或持力层地基土厚度分布不均匀，都会使结构的基础发生不均匀沉降。当结构的基础沉降不均匀时，结构构件变形，导致结构各构件产生斜拉破坏和剪切作用，从而使结构构件开裂。随着不均匀沉降进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力一般比较大，所以裂缝宽度较大，多成45°角，且通常是贯穿性的。要想解决这类问题，就要根据地基条件和上部结构，采用合理的构造措施设沉降缝等。对已经出现的裂缝结构，要采用地基基础防治措施对其妥善处理，并采用适当的加固措施加固建筑结构。

2.4 砼塑性坍落引起的裂缝

混凝土浇筑后的几个小时内，混凝土会出现泌水现象。在重力作用下，混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向，这种移动会受到钢筋骨架或摸板的约束，在上部沿钢筋长度的方向极易形成裂缝。可采取的防治措施就是控制水灰比，采用适量减水剂，不漏振，不过振，避免泌水现象，在砼终凝前抹面压光。

2.5 冰冻引起的裂缝

水在结冰时会体积增加，这时孔道中的水就会结冰使砼胀裂。具体防治措施是在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料（炉渣），防止其产生的作用力直接作用在基础梁上，使混凝土结构开裂或遭到破坏。

2.6 钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋锈蚀是电化学反应，钢筋生锈体积膨胀，产生顺筋裂缝，导致砼保护层剥落，影响结构的耐久性。解决这一问题就要提高砼的密实度和抗渗性，适当地加大保护层厚度。

2.7 碱骨料化学反应引起的裂缝

碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应，引起混凝土内部产生自膨胀应力而导致结构开裂现象。在密实的混凝土中，这类侵蚀破坏大多属于表面性的。引起碱骨料反应需要三个条件：①混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；②骨料中有一定数量的活性成分；③潮湿的环境，有充足的水分或湿空气供应。因为碱骨料反应时间较慢，短则几年，长则几十年才能被发现，但是，碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的。要想解决这一问题就要限制活性骨料的含量、高砼的密实度，降低水灰比。

钢筋混凝土结构裂缝的存在严重影响了建筑物的安全性、适用性和耐久性，建筑物的结构或构件常常因为各种原因导致裂缝的出现，虽然有些是不可避免的，但它也是可以控制的。因此，对钢筋混凝土结构出现裂缝的原因进行分析是非常重要的，而设计、施工、材料等多方面的因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，所以，必须要全面、系统地考虑这些方面对它的影响。对裂缝出现的原因进行分析，采取合理、正确的措施对裂缝加以处理，能够避免钢筋混凝土结构裂缝的产生或把裂缝控制在允许范围之内，以保证建筑结构和构件性能的稳定性。