钢筋混凝土建筑裂缝成因及抗裂施工处理

时间：2024-07-28

黎发平

（泰宁县金湖城市建设投资有限责任公司，福建泰宁 354400）

0 引言

在钢筋混凝土施工中，开裂问题始终是无法避免的一大难题。钢筋混凝土结构通常都是带有裂缝的，根据土木工程有关规范对钢筋混凝土结构裂缝的明确规定，裂缝的宽度只要不超标，且发展可控，那么可认为该构件可靠、安全，然而裂缝的产生将会对混凝土的耐久性产生较大影响，特别是抗渗性能上则更为明显。文中根据泰宁县迎宾限价房小区工程中的实际问题，选定钢筋混凝土结构作为研究对象，对各类裂缝成因进行分析，并相应提出了抗裂处理措施，以促进施工质量的提升。

1 钢筋混凝土建筑裂缝的成因分析

1.1 原材料的影响

混凝土所用的水泥、石、砂、掺合料、外加剂等均会对裂缝的发生与扩展造成极大影响，分别为：混凝土裂缝受水泥细度、等级高度等的影响较大，若选用混凝土的等级越高，它的脆性也越大，也越容易造成开裂问题；选用的骨料如果粒径较小，则混凝土的用水量、用灰量将增大，其收缩量也随之增大；此外，混凝土的收缩增大，还和含泥量较大的粗细集料有密切关联，若粗细集料级配不满足设计要求，也极易引起混凝土的收缩问题，进而导致开裂；混凝土外加剂、掺合料，如果选型及用量不合理，也将引起混凝土产生一定收缩；水泥种类不同，其收缩程度也会有较大差别，与普通硅酸盐水泥相比，矿渣硅酸盐水泥的收缩性更强。

1.2 温度、湿度裂缝

温度裂缝的产生主要由混凝土的温度变化引起，特别是大体积混凝土，当温差较大或表面温度变化时都极易引起开裂。在浇筑混凝土后，当混凝土内部温度上升时会在其表面出现内应力，然后冷却过程中将在其内部产生内应力，当两种应力作用超出混凝土本身承受限度后，便会使混凝土产生开裂。温度裂缝的产生通常分三个阶段，即早期、中期和晚期阶段。早期阶段，由混凝土浇筑到水泥的水化热被基本释放，该阶段的主要特征有：在该阶段，水泥将放出大量水化热；混凝土结构由于水化热的放出而使其弹性慢慢消失，在内部逐步产生一种内应力，该内应力属于残余应力，如此便为混凝土的开裂提供了条件。中期阶段，是由混凝土完成水化热释放起始，直至温度作用结束，该阶段混凝土温度已完成冷却，且已实现了稳定，混凝土的这种冷却通常是由于外界空气导致，该冷却作用会与初期的残余应力结合，造成混凝土丧失弹性；晚期阶段，是在混凝土全部冷却后，它所引起的应力和之前的应力进行叠加，当超出混凝土结构的抗裂能力时，将引起开裂现象的发生。

1.3 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝的出现一般是在完成浇筑混凝土后，是由混凝土表面的水蒸发太快所造成。通常来说，塑性收缩裂缝具有一定的不规则性，宽窄不同、长短不一，基本都表现为龟裂状，且裂缝深度通常不超过50mm，大多发生于混凝土表面位置。它的产生因素主要为：在混凝土浇筑后，由于未及时采取覆盖等措施，且此刻刚好为炎热或大风天气，致使混凝土表面处水分过快蒸发，而模板和基础吸水又较快，如此便会造成混凝土自身由于水热化的影响而出现急剧收缩，并且此时的混凝土还未形成自身强度，对内在应力还难以抵抗，从而造成开裂的出现。

1.4 钢筋腐蚀引起开裂

在建筑施工中，钢筋用量通常都较大。钢筋混凝土建筑中钢筋锈蚀开裂与碱骨料反应开裂是最为常见的因化学反应而引发的开裂现象。混凝土在搅拌时，极易出现碱性离子，且该碱性离子会和集料内活性骨料间进行化学反应，并引起钢筋锈蚀，同时大量吸收四周水分，引起混凝土发生膨胀，最终造成裂缝的发生。此裂缝会引起混凝土结构的破坏，一般难以补救。所以，在施工中，技术人员和施工人员必须高度重视碱骨料反应和钢筋腐蚀所引发的裂缝，并尽可能采取有效措施以避免其发生。

2 钢筋混凝土抗裂施工处理方法

2.1 合理选用原材料及用量

粗骨料、水泥、外加剂、细骨料等原材料应合理选用。按照工程条件，尽可能选择低水化热、高强度的水泥，禁止选择安定性较差的水泥；选择良好级配、外表粗糙、无碱性反应且空隙率较小的粗骨料；细骨料通常选择自然砂，应采用空隙率小、颗粒粗的 2区砂；外加剂应选择膨胀剂或减水剂，减少用水量，使水化热下降，以减小收缩，以达到优化混凝土性能、提升抗开裂能力的效果，并且通过科学、规范、正确的使用混凝土收缩补偿技术对防止钢筋混凝土收缩开裂具有良好效果，因此在膨胀剂使用过程之中，根据其掺入量与种类的不同，需通过大量实践过程以确定它的合理选型与用量。在进行配合比设计时，一般以水泥用量低、用水量少、水灰比低来判定其设计是否合理的依据，并保证准确的搅拌时间与投料计量，任意增加水泥和用水量都应被禁止。

2.2 温度应力裂缝处理措施

为了避免由于温度应力而引起的裂缝，可利用温度控制和优化约束条件这两种方式进行处理。温度控制的措施包括：优化骨料级配，以减少混凝土内的水泥使用量，如选择干硬混凝土，并掺加混合物用料，如添加塑化剂或引气剂等；在混凝土浇筑中温度的下降，可通过在混凝土拌和过程中添水或以水对碎石实施冷却；夏天时由于温度较高，在混凝土浇筑时要减小浇筑层厚，以利于浇筑表面迅速散热；混凝土内可预埋管子，并通入冷水进行降温；冬季时温度较低，需对混凝土的表层实施保温措施。优化约束条件的对策有：科学分块分缝，防止基础产生较大起伏；合理设置施工程序，防止混凝土的长时间暴露。

2.3 塑性沉降开裂处理措施

对塑性沉降所引起的开裂问题，应通过采取一定措施加以处理，通常可从两方面着手：首先，在浇筑混凝土后，应及时进行覆盖，以确保其湿度、温度条件适宜，在必要时还应加大环境中的湿度，降低混凝土收缩，以避免混凝土裂缝的产生；其次，在施工时，也应严格控制好混凝土的工程质量，在符合和易性、可泵性的条件下，尽可能降低出机塌落度，严格控制好骨料中的泥含量，减小砂率。以确保混凝土可满足工程要求，防止发生塑性沉降开裂现象。此外，通过处理，也可防止有害性物质的侵入，从而使混凝土和钢筋可以相互融合，相互保护。

2.4 钢筋锈蚀裂缝处理措施

对于因钢筋锈蚀引起的混凝土开裂，应严格保证施工图设计的规范性，并做好对裂缝宽度限制的规定，并明确混凝土保护层的厚度要求，以有效降低钢筋出现锈蚀。防止因保护层太厚而致使混凝土的有效高度不足进而造成裂纹太宽，同时，也要尽可能降低因混凝土的保护层薄而致使钢筋发生暴露等问题的发生，以避免钢筋因缺少必要防护进而引起锈蚀。此外，还需严格管理好混凝土的水灰比，并保证振捣充分进而使混凝土能够更均衡，密实性更好，同时有效降低 O2及CO2侵入混凝土内。另外，要严格限制外加剂用量，以有效防止氯化物及其它强腐蚀性气体侵入，引起钢筋的锈蚀。