鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因與防治方法分析

李宇思

摘要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑行業(yè)中經(jīng)常采用的一種建設(shè)方式，因施工技術(shù)、地理環(huán)境、物料配比等多種因素影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，究其成因和特點(diǎn)，建設(shè)者們需積極采取相應(yīng)的防治方法，以消除安全隱患。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);防治方法;裂縫成因

前言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題不僅影響著建筑本身的美觀，更對(duì)建筑項(xiàng)目的整體安全性存在威脅。所以，在實(shí)際工程建設(shè)中，人們必須重視對(duì)裂縫問(wèn)題的防治，從而既要為建筑提供質(zhì)量安全保障，又要滿(mǎn)足人們的居住需求。

本文以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因?yàn)檠芯績(jī)?nèi)容，探討在施工建筑中，人們需要從哪些方面采取措施，才能起到對(duì)裂縫問(wèn)題防治的作用，進(jìn)而保證整體工程質(zhì)量的安全性。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，受到環(huán)境、荷載、施工、材料等多種因素的影響，其裂縫產(chǎn)生的原因各不相同。

（一）環(huán)境溫度原因

在溫度作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生主要表現(xiàn)為兩種，一種是溫度裂縫、另一種是水化熱裂縫。什么是溫度裂縫？它指的是在混凝土體積相對(duì)較大的表面，或混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境，由于溫差較大而導(dǎo)致的裂縫。這種裂縫產(chǎn)生的原因，主要是在受內(nèi)外溫差的影響下，混凝土的內(nèi)外結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，受內(nèi)外部溫度差異的影響，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)拉應(yīng)力，當(dāng)這種內(nèi)部與外部不協(xié)調(diào)的拉應(yīng)力逐漸增大，超出了混凝土結(jié)構(gòu)所能承受的強(qiáng)度或范圍，即會(huì)在表面或內(nèi)部出現(xiàn)裂縫。

而水化熱裂縫是指在施工過(guò)程中，受到混凝土制作的材料配比等因素的影響，使具有較高強(qiáng)度的混凝土內(nèi)存在相當(dāng)程度的水化熱。這種情況也會(huì)出現(xiàn)在體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，當(dāng)內(nèi)外溫度存在較大差異性，同時(shí)再受到一定的外力作用，即會(huì)產(chǎn)生這種水化熱裂縫。一般來(lái)說(shuō)，如果混凝土結(jié)構(gòu)的體積相對(duì)比較大，當(dāng)內(nèi)部與外部溫差超過(guò)25℃，且澆筑時(shí)所產(chǎn)生的溫度大于29℃，同時(shí)，又剛好處于混凝土的斷面處，便會(huì)在較大溫度梯度的作用下發(fā)生水化熱裂縫問(wèn)題。

（二）干燥收縮原因

在混凝土澆筑過(guò)程中，水灰比例十分關(guān)鍵，它不僅對(duì)混合物的性質(zhì)具有一定影響，還對(duì)拌合物的易性情況起到一定的影響作用。當(dāng)水灰相對(duì)比較小時(shí)，就會(huì)降低拌合物的流動(dòng)性，進(jìn)而降低澆筑質(zhì)量。如果水灰較大，就會(huì)使拌合物發(fā)生離析現(xiàn)象，從而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的硬化強(qiáng)度產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)影響其密實(shí)度。所以，人們?cè)谑┕み^(guò)程中，必須嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，科學(xué)且合理的按照相應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行配比。然而，如果混凝土的配置采取的方式是攪拌，按照相應(yīng)的配比范圍，對(duì)水泥可能發(fā)生的水化現(xiàn)象，進(jìn)行水量的控制時(shí)，其用水量往往會(huì)比拌合水量小，其多余水量一般會(huì)通過(guò)蒸發(fā)而散去。由于水分丟失的形式差異，分為毛細(xì)孔水、孔隙水、結(jié)晶水等。

其中，結(jié)晶水是在干燥的環(huán)境下蒸發(fā)而形成的，這種情況會(huì)影響到對(duì)混凝土的內(nèi)部壓力，促使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干燥收縮的情況。與混凝土的內(nèi)部相比，表層的水分相對(duì)比較容易蒸發(fā)，所以，混凝土結(jié)構(gòu)外層的干燥收縮情況會(huì)更加強(qiáng)烈。在此基礎(chǔ)上，由于混凝土內(nèi)部的干燥收縮情況相對(duì)比較舒緩，在混凝土結(jié)構(gòu)的表層就會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，從而會(huì)對(duì)干燥裂縫現(xiàn)象起到加速作用。而孔隙水雖然在蒸發(fā)速度上比較快，但并不會(huì)使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)負(fù)壓的情況，所以也就不會(huì)使混凝土發(fā)生收縮現(xiàn)象。毛細(xì)水在理論上一般不會(huì)蒸發(fā)，但在適宜的環(huán)境下，也會(huì)出現(xiàn)緩慢的蒸發(fā)現(xiàn)象，而且這種緩慢的蒸發(fā)會(huì)給混凝土內(nèi)部造成一定的負(fù)壓，最終造成混凝土的收縮。

（三）其它原因

對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因來(lái)說(shuō)，除了受溫度、干燥收縮等因素影響外，還會(huì)因?yàn)椴牧?、施工、荷載、地基沉降等多種因素的影響而發(fā)生裂縫現(xiàn)象。

首先，材料因素。一是用料質(zhì)量不合格、二是用料與設(shè)計(jì)規(guī)范不相符，這些情況都會(huì)在很大程度上對(duì)裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)起到加劇作用。在眾多材料因素當(dāng)中，最重要的因素就是對(duì)水泥型號(hào)選擇的不合理，沒(méi)有按照工程項(xiàng)目的施工要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，或者水泥材料的性能與實(shí)際需要不相符等等。因此，人們必須嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料級(jí)別和粒徑的選擇，保證含泥量的要求。一旦施工所使用的水泥材料中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，便一定會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

其次，施工因素。在施工過(guò)程中，受到多種客觀因素的共同影響，如果水分蒸發(fā)的迅速?zèng)]有得到合理控制，造成混凝土結(jié)構(gòu)表面的干縮速度較快發(fā)生，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題就難以得到控制。而且，在混凝土攪拌、運(yùn)輸與澆筑的全過(guò)程中，無(wú)論哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，都會(huì)直接影響著工程項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量并伴隨這裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。如在澆筑過(guò)程中，模板應(yīng)用不合理、模板剛度不夠、模板拆除過(guò)早等等，這些看似無(wú)關(guān)緊要的環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)偏差，都會(huì)成為裂縫產(chǎn)生的成因。再如混凝土澆筑過(guò)程中鋼筋出現(xiàn)偏移、缺少合理養(yǎng)護(hù)下的混凝土受溫度應(yīng)力的重要影響等等。

再次，受地基沉降因素的影響。在工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，地基沉降問(wèn)題一直以來(lái)都是比較受重視的問(wèn)題。一旦地基沉降不均勻，受拉力作用的影響，裂縫問(wèn)題便會(huì)產(chǎn)生。至于裂縫的大小和深度，與地基沉降的范圍大小休戚相關(guān)。而且，由于地基沉降問(wèn)題，會(huì)造成很大的拉應(yīng)力，所以混凝土一旦發(fā)生地基沉降裂縫，通常都是貫穿性的裂縫，對(duì)整體工程質(zhì)量的影響將是不可估量的。

最后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、荷載作用、徐變裂縫等。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素指的是工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案不合理，沒(méi)有嚴(yán)格按照裂縫的需要進(jìn)行鋼筋的配置。此外，存在沒(méi)有設(shè)計(jì)伸縮縫、沉降縫，以及忽視了環(huán)境腐蝕性等紕漏。荷載作用指的是在混凝土施工作業(yè)過(guò)程中，由于施工不規(guī)范，沒(méi)有在規(guī)定值范圍內(nèi)進(jìn)行荷載施工，即會(huì)導(dǎo)致裂縫問(wèn)題。這種在荷載作用下，所產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象，通常表現(xiàn)在鋼筋混凝土的板結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在不同荷載力的作用下非常容易產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。徐變裂縫指的是在瞬時(shí)彈性變形外，隨著時(shí)間的推移，其變形值會(huì)增加，然后給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)不良影響，包括出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治的方法

為了保證工程項(xiàng)目質(zhì)量，針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題，需要采取預(yù)防為主、治理為輔、防治結(jié)合的方式，盡最大可能的避免裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)可以采用恰當(dāng)?shù)姆绞椒椒右灾卫?，進(jìn)而保證工程項(xiàng)目的質(zhì)量與安全。

（一）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的預(yù)防措施

為了更好的預(yù)防鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題，人們需要從設(shè)計(jì)方面、原材料選用、原材料配比、施工工藝控制以及施工環(huán)節(jié)監(jiān)督管理等多方面入手。

1.設(shè)計(jì)方面。工程項(xiàng)目從方案設(shè)計(jì)，到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不僅要嚴(yán)格按照我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范做到高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求，更要結(jié)合工程項(xiàng)目的施工實(shí)際情況，嚴(yán)格進(jìn)行實(shí)地調(diào)研與分析，全面保證設(shè)計(jì)措施的合理化與科學(xué)化。如果結(jié)構(gòu)體系相對(duì)比較復(fù)雜，則必須與施工方共同研討符合實(shí)際的施工方案。只有在合理的施工設(shè)計(jì)方案的前提下，才能夠?qū)κ┕み^(guò)程中的各類(lèi)裂縫問(wèn)題加以預(yù)防。如盡量避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)斷面突變所帶來(lái)的應(yīng)力集中問(wèn)題、充分重視鋼筋的構(gòu)造配置問(wèn)題、對(duì)混凝土板內(nèi)預(yù)埋加以合理控制，對(duì)板內(nèi)不應(yīng)預(yù)埋水管加以控制等等。

2.原材料選用及配比方面。原材料的質(zhì)量是整體工程質(zhì)量得以保證的基礎(chǔ)，在材料選用方面，應(yīng)確保在符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，要準(zhǔn)確的進(jìn)行選擇。如必須選擇那些水化熱較低的水泥，并在保證混凝土性能的基礎(chǔ)上，對(duì)水泥用量進(jìn)行合理的控制。從而最大程度上降低由于混凝土內(nèi)外部溫度差異性而導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題的發(fā)生概率。同時(shí)，在施工材料正式入場(chǎng)之前，人們需要對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，以確保其合格。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有不合格的水泥物料等，應(yīng)嚴(yán)禁投入到現(xiàn)場(chǎng)使用。同時(shí)，更要把握好集料的質(zhì)量，盡量選用質(zhì)地堅(jiān)硬的石料，保證級(jí)配符合設(shè)計(jì)需要。此外，還可以進(jìn)行摻合料和外加劑。其中，粉煤灰具有減水和潤(rùn)滑的作用，可以對(duì)混凝土凝聚性與流動(dòng)性具有改善作用，進(jìn)而降低混凝土收縮。

3.施工工藝控制方面。首先要從鋼筋配比設(shè)計(jì)上入手。在具體施工過(guò)程中，為了全面提升工程項(xiàng)目質(zhì)量，必須對(duì)混凝土的鋼筋比例進(jìn)行合理配置，既要對(duì)鋼筋品種、質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)格等進(jìn)行全面考量，又要進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估構(gòu)件性能。此外，嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙的規(guī)范要求定位鋼筋位置，避免因鋼筋位置錯(cuò)誤或錯(cuò)位而造成裂縫問(wèn)題。其次，從模板施工工藝控制上入手，施工人員必須根據(jù)實(shí)際需要，合理的對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題加以控制。在正式澆筑前，要采取一定的方式方法對(duì)模具進(jìn)行濕潤(rùn)處理，保證模板的濕潤(rùn)度合格。而且，模板的設(shè)計(jì)與制作要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，確保模板的強(qiáng)度與硬度，避免因?yàn)槠鋸?qiáng)度與硬度不足，導(dǎo)致在澆筑的過(guò)程中出現(xiàn)變形，為后期的裂縫問(wèn)題埋下隱患。而且，對(duì)拆模的時(shí)間要嚴(yán)格計(jì)算與合理控制，保證混凝土的強(qiáng)度達(dá)到實(shí)際需要的情況下，規(guī)范化的進(jìn)行拆模作業(yè)。同時(shí)，更要保證拆模作業(yè)的順序性，以避免在拆模的過(guò)程中給混凝土結(jié)構(gòu)造成外力損傷。

4.施工監(jiān)督管理方面。任何工程項(xiàng)目的質(zhì)量保證都離不開(kāi)監(jiān)督管理工作，對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的預(yù)防也是如此，良好的監(jiān)督與管理可以提高人們的責(zé)任意識(shí)與能力。為此，無(wú)論是施工方還是投資方，都要參與到質(zhì)量監(jiān)督與管理工作當(dāng)中來(lái)，確保每個(gè)施工環(huán)節(jié)都能得到有效的質(zhì)量監(jiān)管。并且，更要發(fā)揮監(jiān)理方的工作積極作用，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料、工程，堅(jiān)決要求推到重建。結(jié)合這些內(nèi)容，人們可以通過(guò)構(gòu)建完善的獎(jiǎng)懲機(jī)制來(lái)發(fā)揮監(jiān)督與管理的預(yù)防作用。

（二）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的治理措施

在預(yù)防為主的前提前，任何工程項(xiàng)目也無(wú)法完全保證不出現(xiàn)鋼筋混凝土裂縫問(wèn)題。所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有裂縫問(wèn)題時(shí)，人們必須采取相應(yīng)的辦法加以治理，從而保證整體工程質(zhì)量。

1.溫度控制法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生，其最主要的原因就是溫度梯度較大的問(wèn)題。通常情況下，養(yǎng)護(hù)階段的混凝土表面，與外界環(huán)境溫度相比，二者存在一定程度的差值。當(dāng)差值小于20℃，且混凝土內(nèi)部的溫度低于65℃時(shí)，溫度裂縫不會(huì)發(fā)生。所以，為了有效對(duì)溫度梯度進(jìn)行合理控制，人們可以采取如下措施。一是采取有效措施降低體積較大的混凝土內(nèi)部溫度，如在內(nèi)部設(shè)置冷凝管，使用循環(huán)水的方式來(lái)達(dá)到溫度降低的目的。二是采取相應(yīng)方法加強(qiáng)混凝土的外部保溫控制，從而降低混凝土外層的散熱速度，以達(dá)到溫度梯度降低的效果。三是利用分層澆筑工藝在施工過(guò)程中起到溫度梯度降低的效果，進(jìn)而降低裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的概率。四是可以在混凝土中適當(dāng)?shù)奶砑泳從齽?，或者采用混合料配比增加的方法，從而降低水化熱速度，從而達(dá)到水化熱的釋放變得舒緩的作用。五是采用直徑較小的鋼筋，縮短鋼筋間距，保證鋼筋內(nèi)力的均勻分布，發(fā)揮構(gòu)造鋼筋的積極作用，以減少裂縫現(xiàn)象。

2.開(kāi)槽修補(bǔ)法。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題中，如果出現(xiàn)0.5毫米以上的大裂縫，是非常嚴(yán)重的問(wèn)題，為此，人們可以第一時(shí)間采用開(kāi)槽修補(bǔ)法進(jìn)行補(bǔ)救。一般可以選用環(huán)氧樹(shù)脂、聚硫橡膠、水泥、砂子等作為原材料。第一步是采用人工的方式對(duì)砂子進(jìn)行過(guò)濾并曬干，與水泥按照一定比例進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后，再將環(huán)氧樹(shù)脂與聚硫橡膠按照相應(yīng)的配比進(jìn)行均勻攪拌，最后將兩者共同進(jìn)行攪拌。隨后，用適量的丙酮進(jìn)行砂漿稀釋?zhuān)钡较♂尩竭m中的稠度。全部準(zhǔn)備完畢后，迅速將已經(jīng)辦好的環(huán)氧樹(shù)脂砂漿嵌入到裂縫當(dāng)中。此外，還可以使用聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏、水泥砂漿等材料進(jìn)行槽內(nèi)嵌補(bǔ)。

3.內(nèi)部補(bǔ)修法。這一方法是將膠結(jié)料通過(guò)壓漿泵壓入裂縫之中，發(fā)揮其凝結(jié)、硬化的作用而達(dá)到補(bǔ)救的目的，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性的恢復(fù)。該方法適合應(yīng)用到對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響的裂縫修補(bǔ)，或者對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有防水、防滲要求的裂縫修補(bǔ)。一般情況下，可以應(yīng)用化學(xué)材料或水泥作為灌漿材料，然后根據(jù)裂縫的大小、施工條件進(jìn)行具體選擇。如果裂縫寬度超過(guò)0.5毫米，人們可以用水泥灌漿，如果裂縫寬度不超過(guò)0.5毫米，則可以采用化學(xué)灌漿。

4.表面覆蓋補(bǔ)修法。這是針對(duì)那些微細(xì)裂縫而采用的方法，通過(guò)在裂縫表面進(jìn)行涂膜的方式來(lái)達(dá)到修補(bǔ)的目的。施工過(guò)程中，人們可以先用鋼絲刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行打毛處理，從而清楚外層的附著物，然后用水反復(fù)沖洗干凈，并晾曬干燥，隨后用樹(shù)脂對(duì)混凝土表面的氣孔進(jìn)行填充，最后用修補(bǔ)材料進(jìn)行表面的覆蓋涂膜處理。

此外，如低壓注漿法、水泥漿涂抹法等都是可以采用的裂縫治理方法。當(dāng)然，無(wú)論是裂縫的預(yù)防還是治理，其目的都是保證工程質(zhì)量的安全性。因此，在裂縫防治方法的采用上還要遵循一個(gè)前提，即裂縫的出現(xiàn)不影響工程整體質(zhì)量。如果裂縫的出現(xiàn)已經(jīng)對(duì)整體工程質(zhì)量造成嚴(yán)重威脅，那么，就無(wú)需進(jìn)行防治處理，只能選擇重新建設(shè)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的興起，人們對(duì)于生產(chǎn)和居住環(huán)境的要求也越來(lái)越高。因此，不斷地增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量，避免工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。同時(shí)，徹底的預(yù)防和解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題，也是建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。所以，不斷創(chuàng)新施工技術(shù)、強(qiáng)化監(jiān)督管理手段、提高從業(yè)人員素質(zhì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案成為解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的重要方法。只有如此，才能更好的保證我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性與持續(xù)性，最終保證建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

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