试探钢筋混凝土结构物裂缝成因及防治措施

冯光

混凝土结构是当今建筑物的主要结构形式，混凝土在现代工程建设中占有重要地位。实际施工中，钢筋混凝土的结构物出现裂缝的现象是较为普遍的，许多钢筋混凝土结构的破坏都是从裂缝开始的。因此，避免和控制有害贯穿性裂缝的出现，以确保结构物的安全性、适用性、耐久性，最大程度地保证人们的生命和财产安全是施工工作的第一要务。重视钢筋混凝土结构裂缝的成因、预防和处理，尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现是十分必要的。实践证明：根据钢筋混凝土结构物裂缝成因，提出从设计、施工两个方面做好钢筋混凝土结构物裂缝的控制，对于钢筋混凝土结构物裂缝的预防和控制具有一定的借鉴意义。个人己见，仅供参考。

一、钢筋混凝土结构物裂缝原因分析

造成钢筋混凝土结构物开裂、渗水的原因较为复杂，涉及的因素颇多，大致可分为三类：温差过大引起的温度裂缝;荷载过大引起的变形裂缝;混凝土干缩引起的变形裂缝。

1、温度裂缝。温度裂缝一般是由于大气温度变化、周围环境温度太高或者大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成。有关研究表明，当混凝土内外温差10℃时，冷缩值为0.01%，如果混凝土内外温差20℃～30℃时，其冷缩值为0.02%～0.03%，而混凝土的极限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以当其大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。

2、荷载裂缝。荷载裂缝是结构物在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或者振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计不合理、施工方法错误、承载能力不足、地基沉降不均匀等。

3、干缩裂缝。干缩裂缝一般是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，绝对体积减小，毛细孔缝中水溢出产生毛细压力，使得混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%～0.2%，混凝土的干缩值为0.04%～0.06%，而混凝土的极限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以当其大于混凝土的极限拉伸值由此产生混凝土裂缝。

二、钢筋混凝土结构物裂缝的防治措施

从微观方面分析，混凝土有裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的。所以混凝土结构物裂缝的防治，就是为了将其对结构物的危害程度控制在允许范围内。为此，在实际工程中应从设计和施工两方面着手预防和控制混凝土结构物裂缝。

一是设计方面：

1、减少地基的不均匀沉降。基础设计方面可以采取调整基础的埋置深度、地基计算强度、垫层厚度等方法来控制地基的不均匀变形。同一软弱土地基上，应尽量采用同一种类型的基础，否则容易造成沉降量大小不均匀，从而产生危害性裂缝。

2、沉陷裂缝裂缝多为深进或贯穿性的，其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上。混凝土浇灌后，因地基侵水引起不均匀沉降而导致裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件（如薄腹梁），由于侧向刚度差，配筋少，最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生裂缝。另外因模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动以及过早拆模，也常导致此类沉降裂缝出现。

3、避免应力集中。合理增配构造钢筋提高抗裂能力。尽量避免结构断面突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施，适当增加附加筋，以增强其抗裂能力。设计人员应重视构造钢筋的配置，选择构造钢筋的直径和数量要适宜。从设计上说，构造钢筋很重要，结构设计经常忽略结构约束性质，从而产生构造性裂缝。所以，配筋不但要满足结构承载的要求，而且还要满足混凝土正常使用的要求，合理增配构造钢筋有利于提高抗裂能力。

二是施工方面：

1、严格控制混凝土原材料质量。尽量采用粒径级配良好的石子及中、粗砂，以减少混凝土的用水量，使混凝土的收缩和泌水随之减少，同时应控制含泥量不能超过规范要求。水泥宜选择低水化热、低收缩质量稳定的普通硅酸盐水泥。外加剂和掺合料必须性能可靠，有利于降低混凝土凝固过程的水化热。

2、使混凝土配合比有利于减少和避免裂缝。配合比中，在满足配合比规范和混凝土技术指标前提下，宜适当减少水泥用量和用水量，降低水灰比，提高和易性。对泵送混凝土，不能单纯用增加单位用水量的方法，来满足泵送混凝土的可泵性要求。这样不仅多用水泥，增加混凝土的收缩，而且还会使水化热升高，易引起裂缝。为此，在施工中可渗入适量的粉煤灰或减水剂（如木质磺酸钙、mf等），以进一步改善混凝土的特性。

3、控制入模坍落度，做好浇筑振捣工作。在满足混凝土运输和布放要求前提下，要尽可能减小入模坍落度。混凝土入模后，要及时振捣，并做到不漏振，不过振。对重点部位可在混凝土振捣界限以前给予二次振捣，再次排除因泌水在粗集料，水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土的握裹力，并在混凝土初凝后、终凝前进行混凝土表面多次抹压，防止因混凝土的表面收缩而出现的细微裂缝，增加混凝土密实度。提高混凝土抗压强度和抗裂强度。

4、避免混凝土结构内外温差过大。首先，降低混凝土的入模温度，且不应大于25℃，使混凝土凝固时，其内部在较低的温度起升点升温，从而避免混凝土内部温度过高。其次，采取延长拆模时间和外保温等措施，使内外温差控制在一定范围之内，降低水化热降温引起的拉应力，减少温度裂缝。

5、加强混凝土養护。在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时，要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等温降方法进行养护;正常气温时，可喷刷养生液养护;冬季施工时，可使用保温材料来提高混凝土的表面温度，也可用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料对混凝土保温、保湿，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。混凝土的养护时间根据水泥的品种确定，一般来讲，普通水泥的养护时间为14天，矿渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及掺加掺和料后的混凝土的养护时间为21天。

综上所述，在充分了解混凝土裂缝产生的种种原因基础上，适当采取科学、合理、切实有效的防治措施，把混凝土裂缝控制在建筑规范容许的范围内。实践证明，只有从原材料、设计、施工等方面加强质量控制，才能最大限度的预防和控制混凝土裂缝的产生，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。才能保证结构物混凝土结构安全、适用、可靠和耐久的要求，才能保障人们的生命和财产安全。（作者单位：黑龙江省寒地建筑科学研究院）