钢筋混凝土结构裂缝产生机理及其控制.pdf

2 0 1 3N O 5粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M P R E l N S EU T I L I Z A T I O N钢筋混凝土结构裂缝产生机理及其控制M e c h a n i s ma n dC o n t r o lo ft h eC r a c k si nR e i n f o r c e dC o n c r e t eS t r u c t u r e s闫宏生(包头铁道职业技术学院，内蒙古包头0 1 4 0 4 0)摘要：钢筋混凝土结构房屋在施工及使用过程中产生的裂缝，将直接影响其安全性、使用性和耐久性。本文结合相关理论和工程案例，从结构设计、施工工艺角度分析了导致钢筋混凝土结构物产生开裂的机理，提出了钢筋混凝土结构裂缝的控制方法，以最大限度地减小裂缝的产生。关键词：钢筋混凝土结构；裂缝；控制中图分类号：T U 5 2 8 5 7 1文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 3)0 5 0 0 5 2 0 4钢筋混凝土材料因具备承载能力高、耐久性好、施工方便、成本低廉等特点，广泛应用于民用建筑、铁路、公路、机场、水利等各类建设工程之中。然而在施工和使用过程中，经常会在结构物表面出现不同形式、不同程度的裂缝，它已成为广大工程技术人员十分关注的热点问题。这是因为在结构物表面、内部出现裂缝后，不仅会影响这些构筑物的施工质量，还会导致结构物表面保护层脱落，引起混凝土的碳化反应以及钢筋出现锈蚀现象，降低结构物的强度、使用性能和耐久性。所以，对钢筋混凝土结构产生开裂的机理进行深入研究，并提出相应控制措施，在实际工程中具有十分重要的理论价值和实践意义。1引起钢筋混凝土结构出现裂缝的机理致使钢筋混凝土结构物产生裂缝的机理很多，既有材料自身因素，也有外部环境作用影响，具体体现在以下几个方面：1 1 结构设计(1)构件承载力不足。由于结构物中各受力构件受力分析不清晰、内力和配筋计算失误，导致主要受力构件在荷载作用下因承载力不足而产生开裂。如钢筋混凝土框架结构中的框架梁，可因纵向受力钢筋配置作者简介：闰宏生(1 9 6 5)男，副教授，主要从事混凝土结构的教学与研究工作收稿日期：2 0 1 3 3-315 2 数量较少而在梁跨中下侧部位产生竖向裂缝；也可因箍筋数量配置数量过少而在支座附近产生斜向裂缝。(2)在构件受力分析中忽略约束性质，没有充分考虑构件的收缩变形，结构刚性过大，致使混凝土结构物表面产生开裂。例如受多边约束的钢筋混凝土现浇板，在结构设计中如果没有采取积极有效的阻裂措施，可以因现浇板收缩变形过大而在现浇板表面出现垂直于长边约束的裂缝。(3)在结构设计中因构造钢筋设置数量较少，没有很好发挥构造钢筋的抗裂作用而导致构件内部出现裂缝。如钢筋混凝土现浇板，可因构造钢筋设置不合理而在板角上表面产生裂缝。(4)设计中未能充分考虑基础不均匀沉降。当结构物的形式、整体刚度、地基土质等存在差异时，会因基础产生不均匀沉降量而在结构内部产生一定的附加应力。如果基础构件受力钢筋数量较少，则导致上部结构产生开裂。(5)材料性能未得到充分发挥。由于设计人员在混凝土的工程应用方面存在“混凝土强度等级越高，抗裂性能越好”的错误认识，在结构设计中盲目使用高强度等级混凝土，致使水泥用量增加，增大了混凝土的收缩量，提高了混凝土结构物产生开裂的机率。1 2 施工工艺1 2 1 原材料选用不合理。众所周知，钢筋混凝土是一种复合材料，如果钢筋混凝土原材料选用不合理，可粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M【P R E H E N S EU T I L I Z A T I o N2 0 1 3N O 5以在钢筋混凝土结构内部或表面出现裂缝，影响施工质量。(1)水泥的选用为加快施工进度、缩短工程建设时间，在施工时往往选用高强度等级水泥或增加水泥用量，而使钢筋混凝土结构产生开裂。众所周知，水泥强度等级越高，水泥矿物组成中c，A、c，S 含量越高，加快了水泥的水化速度。在较短时间内因过大的水化热而使结构物内部与外表面之间存在较大的温差，产生较大的温度应力，从而导致钢筋混凝土在施工过程中出现裂缝。水泥用量的加大，提高了钢筋混凝土结构内部产生裂缝的概率。(2)骨料的选用骨料粒径的大小、颗粒形状及级配的优劣，都对钢筋混凝土结构的开裂有着一定程度的影响。骨料级配质量降低，可在骨料之间形成较多的孔隙，用以填充孑L 隙的水泥浆数量增多，致使混凝土收缩量增大，引起钢筋混凝土结构开裂。骨料粒径小，单位体积混凝土水泥用量及用水量增多，收缩量增大。骨料中泥块含量与石粉含量的提高，混凝土硬化时容易在水泥石与骨料表面之间形成微小裂缝，导致钢筋混凝土结构产生开裂。(3)外加剂的使用在钢筋混凝土中掺人外加剂，不仅能够改善混凝土的各项技术性能，还