混凝土裂缝原因及抗裂措施的选择研究
来源:用户上传
作者:
摘要：裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它不仅影响建筑物的使用功能,而且会影响建筑物的承载能力。对混凝土结构裂缝的形成原因与危害进行了分析和阐述，对所采用的检测方法和裂缝控制对策进行了研究。
关键词：裂缝；混凝土；危害；控制
Study on Choice of Concrete Cracking Reasons and of Anti-Cracking Measures
QIAN Shenghao
(Nanjing Municipal Water Co.; Ltd, Nanjing, 210018)
Abstract: cracks in the concrete structure is a common phenomenon in buildings, it not only affects the use function, but also affects the bearing capacity of the building. The cracks of concrete structure formation reason and harm, are analyzed and expounded on the test method and crack control countermeasures are studied.
Keywords: crack; Concrete; Harm; control
1．引言
钢筋混凝土结构不可避免地会出现裂缝，当结构带裂缝时，工程结构的耐久性和结构性能都会受影响。根据多年建筑工程质量监督工作实践，对混凝土结构裂缝形成、发展原因进行分析，并积极寻求合理、可行的设计与施工方法措施来予以控制，减小危害。
2．混凝土结构裂缝的形成原因与危害
2.1混凝土结构裂缝的形成原因
混凝土结构工程中都或多或少地产生裂缝，影响了结构的耐久性和结构性能，结构产生裂缝的原因主要归纳有以下几个方面。
（1）构件设计截面尺寸不合理引起的裂缝
截面尺寸较大的混凝土构件在硬化过程中，由于截面尺寸设计不当引起较大的拉应力，从而引起两种裂缝，失水干缩形成的裂缝及温度变化引起的收缩裂缝，此外混凝土内部产生的水化热导致构件温度升高，引起内部混凝土膨胀变形而产生裂缝。
（2）施工过程中支撑体系不当产生的裂缝
由于混凝土硬化前结构跨度较大，构件截面尺寸大，施工荷载也大，造成支撑体系的承载力不足，脚手支架沉降形成裂缝；采用早拆模板施工方法时，拆模后易产生裂缝。同时，由于保留的支撑承载力不足也会产生裂缝，此类裂缝在跨中垂直梁底，下宽上窄，呈正截面受弯裂缝，两端为斜向受剪裂缝。
（3）混凝土材料本身引起的收缩裂缝
混凝土是一种混合材料，由水泥、石、砂、水所组成，各材料的物理化学性质不同，在混凝土硬化过程中掺杂了气体和水，因此混凝土在开始时便具有微观裂缝和微孔。现阶段工程多采用商品混凝土，水灰比比较小，塌落度较大，水泥浆用量大而产生收缩裂缝的几率增大。
（4）张拉工艺不当产生的裂缝
由于钢筋锚固区局部受压过大，在梁端非区内产生拉剪裂缝，同时此处将会引起沿钢筋方向的纵向裂缝。施工过程中对钢筋施加的应力未达到设计值时引起拉应力而导致的裂缝。
2.2裂缝对混凝土结构的危害
（1）结构承载力下降
裂缝的产生和发展，即使没有破坏混凝土结构和钢筋，但削弱了局部构件截面的有效高度，裂缝的产生导致结构的实际承载力要比理论计算得到的承载力小，结构的实际承载力的降低不能充分发挥结构性能。
（2）冻蚀影响
水分通过裂缝进入到混凝土结构中，当气温在0°以下时，渗入混凝土中的水分结冰膨胀，从内部破坏混凝土的微观结构，引起原有裂缝的进一步扩展，特别当冻融现象比较频繁时，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，裂缝宽度将逐渐加宽，强度降低。
（3）钢筋腐蚀影响
在一般环境下，钢筋的腐蚀通常由两种作用引起，一种是碳化作用，另一种是氯离子的侵蚀，这两种作用都破坏了受力筋的钝化膜，通过两种作用的腐蚀的机理可知诱发受力筋腐蚀应同时具备以下三个条件：①受力筋表面钝化膜的破坏；②适宜的湿度(RH=60% ~85% )；③充足氧气的供应。因此混凝土在产生裂缝的同时，为受力筋的腐蚀提供了有利的条件，钢筋的受力面积比实际计算受力面积要小，随着裂缝的开展逐渐减小了钢筋和混凝土的粘结力。
（4）其它方面
裂缝的产生引起混凝土的脱落，导致混凝土性能得不到充分的发挥，降低混凝土的抗疲劳、抗渗能力和结构的耐久性。同时结构或构件产生的表面裂纹对于使用阶段并没有太大的危害，但影响美观让人们在视觉上不能接受，产生的负面作用也是需要考虑的。
3．混凝土结构裂缝的检测与控制方法
3.1混凝土结构裂缝的检测方法
混凝土结构上的裂缝检测，主要采用如下三种方法。
（1）取样法。在混凝土构件的裂缝位置钻取一小部分样品，在所取样品上检测裂缝宽度及深度。此法简单易行，然而对于混凝土结构而言，钻取芯样有可能损伤筋，对结构造成无法预料的破坏。
（2）超声波检测法。超声检测法是目前最常用的混凝土结构裂缝检测方式，超声波在混凝土中传播时，混凝土体对超声脉冲波的吸收、散射及衰减都较大，高频成分衰减更大。因此，一般采用低探测频率超声波检测混凝土缺陷。当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，超声波在其中的传播速度、首波幅度和接收信号的频率等声学参数的测量值应该基本一致。如果混凝土构件中存在孔洞、不密实或裂缝，检测所得的声时值将比无缺陷混凝土大，波幅和频率值则降低。根据这一原理，通过对不同条件下混凝土进行声速、波幅的检测，可以得出裂缝的深度。
（3）X光和显微镜技术。20世纪60年代，曾有人将混凝土切成薄片，用X光和显微镜技术来观察不同荷载阶段混凝土内微裂缝的发展情况，此方法现在仍然有所使用。
此外，还有用应变计测量，利用光敏电阻器测读裂缝宽度的方法。
3.2混凝土结构裂缝控制措施
在结构设计时，要严格遵守规范对裂缝宽度的要求，同时要考虑混凝土与周围环境条件的关系，重视普通钢筋对控制裂缝的影响，纵向钢筋对裂缝的作用，正确考虑结构与荷载的状态关系，这些都对裂缝控制有很大影响，应予以重视。
（1）混凝土配比设计方面
设计人员在混凝土配比设计时，应综合考虑各种因素对混凝土裂缝的影响，特别是截面尺寸过大的构件应正确合理的设计混凝土配合比，选择合适的混凝土外加剂，尽可能减少水泥的用量以达到减少混凝土体积收缩的效果或掺入膨胀剂以补偿混凝土收缩。尽量避免选用含碱性的骨料，因为混凝土内部发生碱骨料反应，会导致混凝土发生膨胀引起裂缝。
（2）支撑体系施工方面
超载预压可以有效地控制因模板支撑体系施工不当而引起的混凝土裂缝，就是对脚手支架在浇筑混凝土前仿施工步骤进行加载。为了使支架在施工过程中不发生不均匀沉降，消除支架的非弹性变形。在超载预压的过程中要同时测出脚手支架的弹性变形，在脚手架施工时对支架预先起拱可以达到设计要求的线型不致产生混凝土裂缝。
采用早拆模板方法施工时，支架的拆除要根据现场施工情况，如跨度大小、养护时间、规范要求等。拆除支架时要以对称、均匀、有序为原则，对于未拆除的支撑体系必须对支撑进行验算和加固，因为部分支架的拆除会影响剩余支撑的稳定性和刚度，降低了支撑体系的承载力。
（3）混凝土浇筑方面
浇筑混凝土要做到分层对称浇筑，振捣要及时到位，若浇筑混凝土量较大时，应把浇筑的间隔时间控制合理，否则会影响混凝土浇筑质量，使前后混凝土的凝固时间相差较大，造成混凝土的收缩变形不一致，导致混凝土产生裂缝。
4．结论
混凝土裂缝在工程中是普遍存在的，对结构会产生不利的影响，因此我们要针对结构的特点采取相应的裂缝控制措施与处理方法。在结构设计中进行抗裂设计时，根据工程实际采取适当的裂缝控制方法，以达到计算简便，符合工程实际精度的要求，也要在科学技术进步的同时，不断的发现一些更好的控制裂缝宽度的有效方法。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-606941.htm
