钢筋混凝土裂缝 文献综述

钢筋混凝土裂缝

钢筋混凝土结构破坏倒塌的工程质量事故，绝大多数是从裂缝的扩展开始的；其实，只要仔细观察不难发现，普通的钢筋混凝土结构又一般都是带裂缝受力工作的，假如借助仪器，甚至还可以发现裂缝是时刻发生变化的，随着裂缝的发展变化，结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低，严重的甚至会导致结构构件的破坏；所以研究裂缝的形态、分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的。

裂缝的形式多种多样；从裂缝的宽度来分，可分为微裂缝和宏观裂缝；一般将混凝土材料在化合过程中产生的宽度小于0.05mm的裂缝称之为微裂缝；它是混凝土材料固有的一种物理性质，微裂缝的产生几乎是不可避免的，它的分布不规则且不贯通；这种细微裂缝假如不扩展或是扩展在一定范围的话，它对一般的工业和民用建筑的正常使用是不会造成危害的；故这类裂缝又称为无害裂缝。但是，在实际使用过程中，因为混凝土结构的抗拉强度要比抗压强度低得多，所以在荷载作用下或是进一步产生温差和干缩的情况下，微裂缝会开始扩展并逐渐相互贯通，从而出现较大的、肉眼可见的裂缝，这种裂缝称之为宏观裂缝，这种裂缝的宽度一般大于0.05mm。同时，按裂缝对结构影响的不同，裂缝又可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝，非结构性裂缝主要是由于水泥硬化干缩、外界温度和湿度变化、施工缝处理不当、钢筋腐蚀等原因造成的；而结构性裂缝主要是由受力引起的，所以结构性裂缝又叫荷载裂缝，它是工程中最常见的裂缝。钢筋混凝土结构上产生的裂缝,常见于非预应力受弯、受拉等构件中,以及预应力构件的某些部位。对于各类裂缝,必须先查明其性质和产生的原因,进而确定具体的修缮方法。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、腐蚀裂缝、沉降裂缝等。

一、各种裂缝产生原因

荷载裂缝：结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在结构受

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。从国内外有关规范可知,对结构变形作用引起的裂缝问题,存在着两类学派:一是设计规范规定很灵活,没有验算裂缝的明确规定,而由设计人员自由处理。另一类则是设计规范有明确规定,对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制,如我国《混凝土结构设计规范》(GB50010 - 2002) ,工程师对结构变形裂缝控制考虑不周,是结构荷载裂缝发生过多的主要原因。

温度裂缝：由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成,水泥的水化热为165～250J / g ,随混凝土水泥用量提高,起绝热温升可达50 ℃～80 ℃。研究表明,当混凝土内外温差10 ℃时,冷缩值εc = ΔTα = 0101 % ,如温差为20 ℃～30 ℃时,其冷缩值为0102 %～0103 % ,当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。

干缩裂缝：这类裂缝一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,起绝对体积减小,毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为011 %～012 % ,混凝土的干缩值为0104 %～0106 % ,而混凝土的极限拉伸值只有0101 %～0102 % ,所以引起干缩裂缝。

沉降裂缝：现浇构件因地基或砌体过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可导致产生沉降裂缝。

腐蚀裂缝：由于有害离子Cl - ,Mg2 + 等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。

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,常规的温控措施既复杂又费钱。

二、裂缝治理方法

钢筋混凝土结构或构件出现裂缝，有的会破坏结构整体性，降低构件刚度，影响结构承载力，有的虽对承载能力无多大影响，但会引起钢筋锈蚀，降低耐久

性，或发生渗漏，影响使用，尤其是在住宅建筑中，现浇梁、板或剪力墙出现的裂缝会给居民造成不安全感，而且裂缝不仅会影响抗渗效果，也易造成水分侵蚀钢筋，影响使用耐久性。因此，应根据裂缝性质、大小、结构受力情况和使用情况，区别对待及时治理。工程中常采用的裂缝治理方法有以下几种：

一、表面修补法

适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理，也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。

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，先刷水泥净浆一层，然后用1:2的水泥砂浆分2～3层涂抹，总厚度控制在10～20mm左右，并用铁抹抹平压光。有防水要求时应用2mm厚水泥净浆及5mm厚1:2的水泥砂浆交替抹压4～5层，刚性防水层涂抹3～4小时后进行覆盖，洒水养护。在水泥砂浆中掺入占水泥重量1～3%的氯化铁防水剂，可起到促凝和提高防水性能的效果。为了使砂浆与混凝土表面结合良好，抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜，并用支撑模板顶紧加压。

2)表面涂抹环氧胶泥：涂抹环氧胶泥前，先将裂缝附近80～100mm宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净，或用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好。若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥涂抹。涂抹时，用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥，并涂刮在裂缝表面。

3)采用环氧粘贴玻璃布：玻璃布使用前应在碱水中煮沸30～60分钟，然后用清水漂净并晾干，以除去油脂，保证粘结。一般贴1～2层玻璃布。第二层玻璃布的周边应比下面一层宽10～12mm，以便压边。

4)表面涂刷油漆、沥青：涂刷前混凝土表面应干燥。

5)表面凿槽嵌补：沿混凝土裂缝凿一条深槽，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。槽内混凝土面应修理平整并清洗干净，不平处用水泥砂浆填补，保持槽内干燥，否则应先导渗、烘干，待槽内干燥后再行嵌补。环氧煤焦油胶泥可在潮湿情况下填补，但不能有淌水现象。嵌补前先用素水泥浆或稀胶泥在基层刷一层，然后用抹子或刮刀将砂浆或环氧胶