现浇钢筋混凝土结构裂缝的因素及防控措施

现浇钢筋混凝土结构裂缝的因素及防控措施

姓名:郑瑞敏

单位:福建省尤溪县鑫凯建筑工程有限公司

日期:二0一一年九月九日

现浇钢筋混凝土结构裂缝的因素及防控措施

郑瑞敏

[摘要]针对现浇钢筋混凝土结构存在裂缝现象分析产生的原因及提出防控措施。

[关键词]钢筋混凝土结构裂缝温度应力控制碳化

一、引言

目前现浇钢筋混凝土结构裂缝问题，在全国范围内普遍存在。裂缝产生原因很多，有外在作用引起的裂缝:有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、及地基不均匀沉降;养护环境不当和钢筋碳化引起裂缝等。而且大多数都在规范允许范围内，对整体结构的稳定性与安全性影响不大，但如不妥善及时进行处理，轻者会影响建筑物美观、重者会造成墙皮脱落、必将导致影响结构的正常使用和耐久性，并给用户心理带来不安全感与恐惧感。

二、裂缝形成的原因及控制

裂缝形成的原因，众说不一，归纳起来可分两大类：一类是由荷载引起的裂缝，另一类由非荷载引起的裂缝。如由材料、温度变化、混凝土碳化即钢筋锈蚀膨胀，基础不均匀沉降，再者由于养护和管理不善引起裂缝。经资料显示属于非荷载(变形变化)为主引起的裂缝的占到总裂缝80%，属于荷载作用引起裂缝占到总裂缝20%。

1、由荷载效应(如弯矩、剪力、扭矩及拉力)的直接作用下引起的裂缝，其宽度与穿越裂缝的钢筋应力近乎成正比。裂缝控制越来越受到人们的重视。

2、由混凝土收缩引起的裂缝，混凝在空气中凝固时体积减小的现象称为收缩。混凝土的自由收缩只会引起构件体积的缩小而不会产生裂缝、但受到外部(如支承条件)或内部(钢筋)约束时，混凝土因收缩受限制而产生拉应力，导致开裂。引起混凝土收缩原因：一是由于干燥失水或在浇筑过程中的离析现象而引起，如水泥凝固结硬，颗粒沉陷析水和干燥蒸发等因素。二是由于碳化反映的作用引起的(水泥肢体中的Ca (0H) 2向CaCo3转化时)。

影响收缩的因素有以下几个方面：(1)高标号水泥制成的混凝土，其收缩较大: (2)水泥用量越多，收缩越大:(3)水灰比较大，收缩越大; (4)骨料的弹性模量越小，收缩越大；(5)养护条件好，在凝结过程中周围环境湿度越大，收缩越小; (6)构件的体表比较小，收缩越大。

3、由温度应力和湿度变化引起裂缝，如混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或新老混凝土叠合面处的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即出现裂缝。如烟囱由于外表面温度梯度较大，使烟囱外表面出现垂直裂缝。

4、由碳化引起的锈蚀膨胀裂缝。对于保护层较薄时、混凝土密实性较差的构件，由于混凝土的碳化过程在较短时期达到钢筋表面，

混凝土失去对钢筋的碱性保护，引起了钢筋锈蚀而体积增大，将混凝土胀裂、形成沿有钢筋长度方向纵向锈蚀膨胀裂缝。

为了防止裂缝，可以采用下列措施来克服裂缝产生，如通过设置沉降缝及选择刚度大的基础类型，做好基础持力层的选择，来减少或防止由于不均匀沉降引起沉降裂缝。应合理地设置温度缝和后浇带来避免或减少温度的裂缝的出现，通过保证混凝土保护层的厚度来防止纵向筋钢筋锈蚀引起的沿着钢筋长度方向纵向裂缝，通过布置构造钢筋(如梁中的腰和板墙中的分布钢筋)；通过提高骨料级配，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，避免贯穿裂缝。

裂缝宽度的控制构造措施：(1)对跨中垂直裂缝的控制，当梁的腹板高度≥450mm时，在梁的两侧面沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积BH w的O. 1%，且其间距不宜大于200mm。(2)对斜裂缝的控制，为减少斜裂缝的宽度，要求每一条斜裂缝至少有一根箍筋通过，当剪力较大时至少有2根箍通过。因此，箍筋布置本着"细而密"的原则。在《混凝土结构设计规范》对梁中箍筋的最大间距Smax作了规定。资料表明箍筋配置如能满足受剪承载力的要求，又能满足最大间距构造规定。则同时可以满足在使用阶段下裂缝宽度不大于o. 2mm的要求。(3)对节点边缘垂直裂缝宽度控制，满足受拉纵筋的水平锚度长度是控制边缘垂直裂缝宽度有效手段，规范规定水平段长度不能小于O. 4La。

现浇钢筋混凝土楼屋面板的裂缝较为突出，时常引起的投拆、纠纷、以及索赔等现象，故对混凝土楼(屋面)板裂缝在设计上可采用的裂缝控制措施，进行重点探讨。

(1)在结构设计中除考虑到构造，强度要求外，还应考虑施工中因素及钢筋混凝土固有特性。适当增加楼板的厚度。

(2)现浇板的钢筋混凝土强度设计等级不宜大于C 30、钢筋的使用应力应满足抗裂要求。

(3)伸缩缝间距可适当缩短，在规范规定现浇框架结构在室内或土中的伸缩缝最大问距为55m，在设计时应适当缩短。

(4)房屋长度超过35-40m时，就应在楼面中部设置后浇带，后浇带应采用补偿收缩混凝土，用于抵抗收缩引起的裂缝。

(5)楼板内管线预埋应深浅得当，当板厚较小，管径大时必要时在板底或板面加宽500mm，长度与管同长的钢丝网。当线管数量众多，使部分砼截面大量削弱时，宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各布设2Φ12的井字形裂构造钢筋。

(6)平面布局力求规则，尽量避免突变，引起应力集中。

(7)在温度收缩应力较大的现浇区域内，可适当扩大配筋率，并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋，温度收缩筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，并与原有钢筋按受拉钢筋进行搭接或在周边构件中锚固。对楼(屋面)板阳角处及大跨度板四周，建议加设置长度大小适中的放射筋。

(8)除受力钢筋满足要求外，分布筋间距适当加密，尽可能间距不大于200mm为宜，使板传力均匀，增强混凝土抗温与抗收缩能力。对于较长时间温度变化较大的，其分布钢筋应适当增加。

(9)应重视设置屋面保温隔热层，并选择采用满足热工规范要求的保温材料进行设计，并当应有通风措施。