浅议钢筋混凝土结构的裂缝控制
【摘 要】本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，针对性地提出了一些预防、控制措施和常见的裂缝处理方法。
【关键词】混凝土;裂缝;控制;处理
0.前言
混凝土构件一般都是带缝工作的，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。在施工中，应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，从而确保工程质量。因此，对不同的情况采取不同的措施对裂缝进行控制是必要的。
1.裂缝的成因
1.1收缩裂缝
收缩裂缝主要分干燥收缩、塑性收缩、碳化收缩三种。（1）干燥收缩（简称干缩）裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。（2）塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。（3）混凝土的碳化是指空气中二氧化碳与水泥石内的氢氧化钙的作用。混凝土的碳化主要与水泥品种、混凝土的孔隙率有关。
1.2温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。
1.3养护方法不当
养护时间的长短对于防止混凝土的开裂至关重要，养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。环境的相对湿度越高，收缩越小，许多结构所处的环境湿度波动很大，环境温度越高，风速越大，收缩越大，高空浇灌容易引起开裂。
1.4化学反应引起的裂缝
2.裂缝状态的判定
2.1裂缝是否稳定可以根据观测和计算的方法判定
（1）观测：定期对裂缝宽度、长度进行观测、记录。钢筋混凝土结构在各种荷载作用下，一般在受拉区是允许带裂缝工作的，只要裂缝发展是稳定的，宽度在规范允许的范围内都是正常的。但是，裂缝稳定的结构，裂缝会不会继续
（2）计算：对于适筋梁，钢筋的应力σs是影响裂缝宽度的主要因素，因此可以通过对混凝土梁在按荷载短期效应组合下裂缝截面处纵向钢筋应力的计算来判定裂缝是否稳定，计算公式如下：
σss=MS / ASηh0
式中：As— 受拉钢筋的总面积；
η— 裂缝截面处内力臂长度系数，通常取η=0.87;
h0—截面有效高度；
如果计算钢筋的应力σss小于0.8fy（fy为钢筋强度设计值），则可认为裂缝的是处于稳定状态，否则，裂缝是不稳定的。
2.2裂缝是否有害的判定
（1）损害建筑物使用功能的裂缝；如水池、水塔开裂渗漏水进而影响使用的；
（2）宽度超过规范规定限值的裂缝，沿钢筋纵向裂缝；这类裂缝会引起钢筋的锈蚀，使保护层崩落；
（3）严重降低结构刚度或影响建筑物整体性的裂缝；
（4）严重损害建筑结构美观的裂缝。
3.裂缝的预防与控制
3.1收缩裂缝的预防与控制
收缩裂缝的主要预防措施：（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；(2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂，以减少收缩；（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；（4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
3.2温度裂缝的预防与控制
主要预防措施：（1）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度；（2）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；（3）大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；（4）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差；（5）加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施；（6）预留温度收缩缝。
4.裂缝的处理技术
4.1表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。对于混凝土干缩裂缝常可以采用这种办法来进行修补。
4.2内部修补法
内部修补法是采用压力灌浆，它不仅修补混凝土表面的裂缝；而且能注入到构件的内部，对裂缝进行粘合封闭和补强，但是为了提高灌浆的饱和度，一般采用压力灌浆。
5.结构性裂缝的加固补强方法
5.1加大截面法
这种方法是采用增大原结构或构件的截面积，以提高其承载力和满足正常使用的加固方法；这种加固方法广泛使用加固混凝土结构中梁、板、柱和钢结构中的柱及屋架以及砖墙柱等。
5.2外包钢加固法
这种加固方法是在钢筋混凝土构件四周或两面包以型钢的一种加固方法，它适用于对混凝土柱、梁、屋架以及烟囱等建构筑物的加固。
5.3预应力加固法
预应力加固法适用于混凝土承重（包括受拉、受压、受弯）结构的构件，要求提高承载能力、刚度、和抗裂度，同时又要求不占更多空间的构件。
6.结语
对于钢筋混凝土的裂缝控制，需要各个方面对其有足够的重视，对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行预防和控制，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
【参考文献】
［１］王铁梦主编.工程结构裂缝控制.中国建工出版社，1997.8.
［２］韩素芳，耿维恕主编.钢筋混凝土结构裂缝控制指南（第二版）.化学工业出版社，2006.