钢筋混凝土结构裂缝研究

钢筋混凝土结构裂缝的成因及特点1.1荷载作用(1) 钢筋混凝土的类型及荷载作用特点。钢筋混 凝土的构件主要包含基础、梁、柱、板等，在建筑物中， 各个构件的受力形式具有很大不同，如柱和基础主要承 受压力的影响作用，钢筋混凝土的梁和板构件则承担弯 矩作用力，而它们受力形式的不同，也导致了裂缝的成 因、特点及危害性具有很大不同。(2) 钢筋混凝土的土柱和基础。土柱和基础在钢 筋混凝土中的作用主要是承担压力。混凝土具有较强的

抗压强度和变形能力，例如C30型号的混凝土，它的抗 压强度数值为14.3MPa,弹性模量为3X104MPa,因此， 该类混凝土对于环境适应性的最大应变值可计算：e =o c/Ec=14.3/ (3X 10)* =0.00048在实际应用的过程中，混凝土会受高应力作用的影 响，从而导致它的弹性模量极大的降低，因此混凝土实 际适应的应变值会大于上述数值，而受到徐变的影响作 用，混凝土的变形值也会极大的增加。混凝土在受到压 力的作用下所具有的这种特性，说明混凝土结构可以通 过对内力进行重新分配来适应高应力的影响作用，此外， 混凝土结构的裂纹也会逐渐恢复。因此，在满足设计和 施工要求的情况下，钢筋混凝土的柱和基础不会产生裂 缝现象，如果混凝土构件的受压力较小，就会在受力平 行的方向上，出现裂缝现象。(3) 钢筋混凝土梁和板。在钢筋混凝土结构中， 其中梁和板主要承受弯矩作用力，即这些构件中的一个 面，总是要承担一定的拉力作用。混凝土的具有较低的作者简介：周泽宇(1992—),男，助理工程师，研究方向:

高层结构。文章编号：2096-2789 (2019) 02-0231-02变形适应能力，同时，它的抗拉强度也比较低，例如：C30混凝土的抗拉强度是1.43MPa,仅占抗压强度的十 分之一，它所能承受的应变值也较小，小于其所受压力 的影响作用，即e =0.000048。因此，钢筋混凝土构件 在受到弯矩作用力的影像下，极易在受拉面引发裂缝。 在钢筋混凝土中，其中在梁构件中承受拉力的钢筋为 HRB335级钢筋，它的弹性模量数值为2X105MPa,抗 拉强度为300MPa,位于钢筋混凝土梁板上的钢筋，在 受到拉力作用发生变形并且达到极限数值时，受拉钢筋 的应力：o s/Es- e =2 X 105 X 0.00 0048 =9.6MPa由此可见，受拉钢筋的应力值极大的小于其抗拉强 度数值。因此，为了将钢筋混凝土的抗拉性能充分发挥 出来，大多数情况下，在受到拉力作用的构件位置，大 都存在着混凝土裂缝。另外，有关规范也明确规定了不 同作用环境下，混凝土构件的裂缝宽度，从而充分发挥 钢筋混凝土的耐久性能。1.2温度作用(1) 外界温度裂缝。在体积较大的混凝土表面， 或者处于较大环境温差中的混凝土结构，都极易发生温 度裂缝。由于环境温差的影响作用，从而导致在混凝土 内部的热胀冷缩程度与外部具有较大差别，因此在混凝 土的表面极易产生拉应力作用。当拉应力数值足够大， 甚至超过混凝土本身抗拉强度的极限数值时，就极易在 混凝土的表面出现裂缝。(2) 水化热裂缝。强度较高或者体积较大的混凝 土在施工时，经常会受到混凝土的配合比、环境条件等 因素的影响，导致混凝土具有较高的水化热，造成在混 凝土的内部和表面之间具有较大的温差，而且又由于外 力的影响作用，从而导致水化热裂缝现象。在通常情况 下，对于体积较大的混凝土结构，如果其内外温差大于 25°C,浇筑最大温度大于29°C,而且位于混凝土断面的 位置，也具有较大的温度梯度时，就会引发水化热裂缝 问题。1.3化学收缩与干燥收缩裂缝(1)化学收缩。水泥中的成分重要有是硅酸二钙 (2CaO SiO3)、硅酸三钙(3CaO SiO3),它们在水化 之后极易产生水化硅酸钙(3CaO-2SiO3 H2O),从而导 致水泥的体积极大的减小，这就是水泥发生水化反应之 后所引起的化学收缩现象。一般情况下，混凝土构件在 发生水化反应时，收缩相对均匀，而且具有较小的化学

.232 • I 发展与创新 | Development and Innovation收缩的量，因此大多数情况下，不会导致混凝土出现裂 缝现象。(2)混凝土的干燥收缩。水灰比在一定程度上会 影响混凝土拌合物的性质及易性情况等，水灰比较小， 会极大的降低混凝土拌合物的流动性，导致混凝土的浇 筑质量产生影响，而水灰比较大的情况下，又会造成混 凝土拌合物的离析现象，从而给混凝土的硬化强度及密 实度造成很大影响。因此，需严格控制混凝土的土灰 比，确保其数值合理，工程施工常用的水灰比范围一般

在0.4〜0.6。但是通过搅拌作用来配置混凝土时，依照 正常情况下的水灰比范围，来设置促使水泥发生水化的 水量时，用水量极大的小于拌合水量，剩余的水量将通 过蒸发处理，通过蒸发丢失的水分，根据它们不同的存 在形式，可分为结晶水、孔隙水及毛细孔水。结晶水一 般在干燥的环境下发生蒸发反应，从而导致混凝土内部 产生较大的压力，进而导致混凝土出现干燥收缩现象。 而由于处于混凝土表面的水分，具有较大的蒸发速度， 因此相比于内部混凝土，在表面具有较强的干燥收缩现 象，这样极易造成表面混凝土由于受内部混凝土的约束 作用，从而产生了较大的拉应力，并且进一步引发了干 燥裂缝现象。对于孔隙水来说，虽然其极易蒸发，但是 蒸发掉的孔隙水不会导致混凝土的内部出现负压，最后 混凝土不会发生收缩现象。毛细水一般不会蒸发，但是 在环境条件适宜的情况下，会造成其具有较慢的蒸发速 度，而且在混凝土内部有负压出现，进而导致混凝土出 现收缩。2

钢筋混凝土结构裂缝的预防措施2.1荷载裂缝的应对措施在钢筋混凝土结构上，产生的荷载裂缝现象，一般 在混凝土的受拉面位置产生，因此为了有效的预防混凝 土裂缝，需促使混凝土内部的拉应力极大的降低。第一， 在设计方面。可以通过提高承受拉力的钢筋强度、增大 配筋率以及扩大梁截面的高度等方式，来促使受批面混 凝土的变形减小，从而避免出现裂缝问题。第二，在施 工方面，促使混凝土拌合物具有较高的均匀性能，从而 当混凝土的受拉面位置产生裂缝时，其分布比较均匀， 从而降低较大裂缝出现的频率。第三，在拆模时间方面。 为了确保在拆模时，混凝土具有较高的强度，需尽量延 缓混凝土拆模的时间，增强混凝土本身的抗拉能力。第 四，釆用预应力混凝土。预应力混凝土在防治裂缝方面， 具有较好的作用，因此可以加强对该类混凝土的利用。 2.2温度裂缝的应对措施温度裂缝形成的原因是由于温度梯度较大而造成 的。在一般情况下，处于养护期间的混凝土，混凝土的 表面温度与外界的环境温度差值、以及混凝土的表面温

度与内部温度的差值都不超过20°C的情况下，而且混凝 土的最高内部温度不大于65C时，就不会造成温度裂缝 现象的产生。为了有效的减小混凝土的温度梯度，可以

从以下几方面来实现：(1)采取有效措施促使体积较

(2019年第2期1大的混凝土内部温度降低，可以通过在混凝土内部设置 冷凝管，并用循环水，来促使混凝土内部的温度极大的 降低。(2)可以有效釆取对混凝土外部保温的方式， 来促使混凝土表面的散热量减小，混凝土的内部温度梯 度降低。(3)在混凝土工程施工时，利用分层浇筑工艺, 从而减小温度梯度，避免出现温度裂缝。(4)在混凝 土中加入缓凝剂或者增加混合料的配比，来使水化速度

降低，释放的水化热不太过于密集。(5)多运用构造 钢筋，釆取直径较小的钢筋，减小钢筋距离，促使内力 分布较均匀。2.3化学收缩和干燥收缩裂缝的应对策略增强混凝土拌合物的均匀性能，确保浇筑质量，并 且加强对混凝土的养护工作，从而极大的降低化学收缩 裂缝的产生。为了有效防止混凝土出现干燥收缩裂缝， 可以釆取以下措施来预防：(1)加入减水剂，使水灰 比降低。在确保混凝土的易性和拌合物的基础上，来降 低用水量，从而使混凝土的密实度极大的提高，降低收 缩量，预防出现裂缝问题。(2)确保粗骨料的颗粒级配 及混凝土的配合比更加合理、有效。混凝土发生收缩主要 是因为水泥浆体的原因，因此加大对颗粒级配的优化处理, 可以极大的降低水泥浆体的含量，从而促使混凝土的收缩 量极大的降低。此外，由于同水泥石的强度相比，骨料的 强度较大，因此颗粒级配的优化，还可以促使混凝土的强

度极大的增强，从而进一步阻止裂缝的产生。(3)冲洗 砂石，促使其中的含泥量降低。泥土具有较细的颗粒，如 果含泥量较高，就会导致拌合水及水泥的使用量增加，进 而导致干燥收缩量增加。(4)加强养护作用。如果混凝 土硬化过程中的湿度较高，就可以极大的避免岀现干燥 收缩的现象，而且混凝土的强度越高，其对于裂缝的抵 抗能力也会相应较强。3 结束语当前，在建筑施工水平不断提升的情况下，人们对 钢筋混凝土结构的质量要求也逐渐增大，因此不断加强 钢筋混凝土结构的稳固性、耐久性、持续性，从而极大 的避免各种裂缝的产生，成为当前亟待重视和解决的问 题。同时，这也为建筑行业提出了更高的施工要求，只 有不断提高施工技术，完善施工设计方案，加强施工监 督管理，提高施工人员专业素质，才能保证自身的良好 优势，在建筑市场中处于长久不败的地位。参考文献：[1] 孟繁家.浅谈钢筋混疑土结构裂缝时成因及预防[J].林业 科技情报,2014,46(1):44-45.[2] 苏卫强，何力.钢筋混凝土结构开裂的非线性模型应用研

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