浅谈钢筋混凝土结构的裂缝控制.doc

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1、浅谈钢筋混凝土结构的裂缝控制作者刘子耀1.近年來钢筋混凝土结构大量裂缝的出现，并非与荷载作川有直接关系，通过大量的调杳与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起，包括温度变形（水泥的水化热、气温变化、环境生产热），收缩变形（测性收缩、干燥收缩、碳化收缩）及地基不均匀沉降（膨胀）变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称“变形作用引起的裂缝”。2.裂缝的直接原因2.1收缩及水化热增加白从70年代末（1978〜1979年）我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步一泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性，低动性，现场搅拌混凝土转向集屮搅拌，转向大流动性

2、泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩及水化热增加。2.2混凝土强度等级日趋提高建筑结构混凝土强度等级口趋提高，但有许多结构不适当的选择了过高的强度等级。习惯上认为：“强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便，采用高强混凝土，这是-•种误导，导致水泥标号增加，水泥用量增加，水用量增加，细骨料及粗骨料径偏小，砂率偏大等都使水化热及收缩增加。2.3结构约束应力不断增大结构规模II趋增大，结构形式口趋复杂，超长超厚及超静定结构成为经常采用结构形式并采用现浇施工，这种结构形式有显著约束作用，对于

3、各种变形作用必然引起较大约束应力。2.4外加剂的负效应外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料（至少一年），有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的共至降低耐久性。2.5忽略结构约束国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋重要性，因而经常出现构造性裂缝。结构设计中经常忽略结构约束性质，不善于利用“抗与放”的设计原则，缺乏相应的设计施工规范、规程。2.6养护方法不当目前在混凝土施王屮采用的养护方法基木沿用过去简易的方法，这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。2.7混凝土抗拉性能不足这种裂缝在抗力方血都

4、是由于混凝土抗拉性能不足（抗拉强度和极限拉伸）引起的，这方面的材料级配研究很少。3.混凝十•的某些基木物理力学性质3.1混凝土的收缩及水化热在工民建领域，大部分结构构件（板墙梁等构件）均属薄壁结构,泵送混凝土浇注的构件收缩量很大，因此经常出现收缩裂缝。混凝土的收缩机理至今谄未统一，但大多数的研究成果认为混凝土是具有大量孔隙的材料。孔隙的半径颇不一致，半径较小的毛细孔，半径约小于300A（A=10-10m）o其屮水份蒸发引起孔壁压力的变化，导致混凝土体积的缩小。混凝土内除了少部分水提供水泥水化的需要，其余大部分水分都要熬发掉，收缩变形同时发生，最终收缩完成的时间大

5、约20年，但其主要部分的收缩是在最早的1〜2年内。由于近来水泥活性和强度等级的增加，收缩量显著增加，并且拖延时间较长。影响收缩的因索很多，如水泥品种采用矿渣水泥比普通硅酸盐水泥水化热低了，但其收缩约大25%。遇到超厚的大底板或大块式基础，则水化热起控制作用，宜选用粉煤灰水泥或矿渣水泥，所以，应根据截面的厚度分别选用不同品种的水泥。其次水泥颗粒越细，活性越大，标号越高，用量越多，其收缩越大,因此提高水泥强度的方法不应靠磨细的途径，而应当依靠改善矿物成分的办法。众所周知，水灰比大，收缩将显著增加，同时抗拉强度降低。如水灰比为0.6的收缩比水灰比为0.4的收缩增加约4

6、0%。有时尽管水灰比不变，增加用水景，同时增加水泥量即水泥浆量，如水泥浆最为0.2（水泥浆占混凝十.总重最比例）比0.4时的收缩量增加约45%。减水剂可有效的降低水灰比及用水量，而粉煤灰具有圆珠润滑效应和火山灰效应，所以“双掺技术”对泵送混凝土既可提高和易性又可减少收缩。养护条件对混凝土的收缩影响很大，养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%o坏境的相对湿度越高，收缩越小，许多结构所处的环境湿度波动很大，如最低30%〜40%,最高达80%〜90%。环境温度越高，风速越大，收缩越大，高空浇灌容易引起开裂，如高架桥梁及桥墩。混凝土的配筋对于收缩值起一定的约朿作用

7、，但是与配筋率的高低有关，按目前构造配筋率的情况看来，降低收缩的影响是比较小的。根据泵送商品混凝土的收缩试验，其收缩值约在6〜8x10-4,有的试验还远远超过了这个数量，有些大桥的桥墩和高层建筑的厚畢立柱由于施工质量及过大的坍落度，形成了屮部骨料多，外部或上表面砂浆厚，从而形成极不均匀的收缩，砂浆和水泥浆的收缩比混凝土的收缩人约增加2〜5倍，并由于表面水份蒸发快从而形成大面积的表面裂缝。混凝土粗细骨料的含泥量和粉料含量都增加收缩。目前建筑市场岀现了很多新型的外加剂和掺合料，质量保证主要靠强度试验的结果，几乎没有进行体积变形稳定性方面的试验，而许多材料都有增加收缩

8、的特点，必须进行长时期准