钢筋混凝土结构裂缝成因分析和控制治理措施

李洪亮

摘要：对钢筋混凝土结构裂缝进行了分类，并分析了钢筋混凝土结构各种裂缝的产生原因，针对规范对裂缝控制的标准，提出了裂缝的预防措施，以提高工程整体施工质量。

关键词：钢筋混凝土结构，结构裂缝，原因，控制措施

近年来，随着工程建设项目的大幅增加，工程质量意识的逐步加强 ，钢筋混凝土结构裂缝的防治在建筑工程质量中显得尤为重要。对于各类裂缝，必须先查明其性质和产生的原因，进而确定具体的控制措施。钢筋混凝土结构裂缝根据其产生的原因不同可分为荷载裂缝、温度裂缝、干缩裂缝等。

1 各种裂缝产生原因

1.1 荷载裂缝

结构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、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师需根据地基情况，静、动荷载，环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。

1.2 温度裂缝

对于大体积混凝土结构，混凝土浇筑完毕后，由于水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升到 50 ℃～60 ℃，甚至更高;而混凝土表面温度为室外环境温度，一般为5 ℃～28 ℃，这样就形成了混凝土的内外温差。这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土初期建立的抗拉强度时，就会导致混凝土开裂。所以，混凝土可认为是由水泥石、骨料、气体、水分及孔隙等组成的非匀质性材料。由于混凝土的内部缺陷，其抗拉强度远低于抗压强度，而混凝土抗拉强度及抗拉变形的不足，将产生工程结构的裂缝。

1.3 干缩裂缝

干缩裂缝高强度高性能混凝土，由于水灰比低，胶凝材料用量大，浇筑成型后，在凝结硬化的过程中，往往自行收缩而产生裂缝。混凝土中的毛细管孔隙，在混凝土干燥过程中逐步失水，毛细管也逐步变形，产生很大的毛细管张力，混凝土产生体积收缩(外观体积收缩小于 0. 2 %) 。如果混凝土中的用水量增加，水灰比增大，毛细管孔隙也增多，混凝土体积收缩增大，会产生干燥收缩裂缝。

2钢筋混凝土结构裂缝的控制措施

根据国外设计规范和我国现行《混凝土结构设计规范》 (GB50010 - 2002)及有关试验资料，混凝土最大裂缝宽度的大致控制标准： (1)无侵蚀介质，无防渗要求为 0.3～0.4mm；(2)轻微侵蚀，无防渗要求为0.2～0.3mm； (3)严重侵蚀，有防渗要求为0.1～0.2mm。为了达到这样的标准，就必须对各种裂缝采取相应的控制措施。

2.1 荷载裂缝

在结构设计方面，结构设计者必须严格按照《混凝土结构设计规范》 (GB50010 - 2002)第 8.1 条规定进行裂缝控制验算，根据不同的结构部位，采取相应的合理配筋。

2.2 温度裂缝

防止因混凝土本身与外界气温相差悬殊，处于高温环境的构件，应采取隔热措施，加强养护，尤其在气温高、风大且干燥的气候条件下更应及早喷水。对大体积混凝土应控制裂缝，大体积混凝土工程因散热降温引起的冷缩比干缩更容易引起开裂，因此，可通过优选混凝土组成材料及配合比，掺入降低收缩的外加剂，控制混凝土的泌水量等措施改善混凝土的性能。

2.3 干缩裂缝

合理选材，尽量选用混凝土水化热值低的水泥；粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距的要求；细骨料级配应合理，优先选用中砂；掺入一定比例的粉煤灰或其他活性矿物掺合料，以增加混凝土的和易性，减少泌水、离析现象，降低水化热、坍落度，提高混凝土强度和耐久性。设置后浇带、采用微膨胀混凝土、控制水灰比、加强养护等措施来控制收缩变形。改善施工工艺，施工时切记振捣要均匀，避免出现局部过振形成的砂浆集中，防止局部出现裂缝，严禁用插入式振捣器赶料。实时采用二次振捣抹压技术，即在混凝土初凝前，对表面进行二次振捣抹压，使混凝土组织结构重新排列，降低水化热，消除表面泌水和干缩，增加密实度。施工期间须掌握好混凝土二次抹压的初凝时间，过早无效果，过晚会扰动已成型并具有初始强度的混凝土，对混凝土强度造成损害。

3 裂缝的治理

混凝土结构或构件一旦出现了裂缝，有的破坏结构整体性，降低构件刚度，影响结构承载力；有的虽对承载力无多大影响，但会引起钢筋锈蚀、降低耐久性，或发生渗漏，影响正常使用要求。因此，应根据裂缝性质、大小、结构受力情况和使用要求，区别情况，及时进行治理。

3.1 裂缝治理原则

3.1.1 必须充分了解设计意图和技术要求，严格遵循设计和施工规范的有关规定。

3.1.2 应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况和使用要求，分别采取不同的治理方法。

3.1.3 裂缝处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响，以免处理后再出现新的裂缝。

3.1.4 防止进一步人为的损伤结构和构件，尽量避免大动大补，并尽可能保持原结构的外观。

3.1.5 处理方法应从实际出发，在安全可靠的基础上，要考虑技术上的可能性，力求施工简单易行，以符合经济合理的原则。

3.2裂缝治理方法

一般常用的治理方法有以下几种:

3.2.1 表面修补法

适用于对承载力无影响的表面及进深裂缝，以及大面积细裂缝防渗、漏水的处理，具体方法有：

(1)表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿裂缝凿成深 15～20mm、宽 150～200mm的凹槽，扫净并洒水湿润，先刷水泥净浆一度，然后用 1ν1～1ν2 水泥砂浆分 2～3 层涂抹，总厚控制在 10～20mm左右 ，并用铁抹压实抹光。

(2)表面涂抹环氧胶泥或用环氧粘贴玻璃布。涂抹环氧胶泥前，先将裂缝附近 80～100mm宽度范围内的灰尘浮渣清除干净，较宽的裂缝应先用刮刀填塞环氧胶泥，然后用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥，并涂刮在裂缝表面。

(3)表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条V型深槽，槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等，表面作砂浆保护层。

3.2.2 内部修补法

内部修补法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。此种方法适用于对结构整体有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。

4 结语

综上而述，混凝土结构出现裂缝的综合因素繁多，影响的原因也是多方面的，需要设计与施工等多方面高度重视。在实际工作中使用单位必须对使用中的构件进行定期或不定期的检查，以便及时掌握结构的实际工作状态以及损坏的部位、种类、危害程度及发展变化，据以判断损坏对结构强度和耐久性的影响，并采取相应的维修加固措施。