钢筋混凝土的裂缝分析
关键词：裂缝耐久性裂缝控制
引言
裂缝是钢筋混凝土结构普遍存在的一种缺陷和主要的病害。一般裂缝有两种类型，一种是由于结构的承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另—种是施工时由于质量缺陷而出现的裂缝，由于裂缝是结构上的重大病害之一，因此不管是哪一种裂缝，只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度，都会导致结构恶化，影响到桥梁的承载能力和使用寿命，应该引起高度的重视，分析裂缝产生的原因，进行预防与控制，可以有效解决混凝土质量问题。
1变形荷载与外荷载产生的裂缝
引起人们关注的工程裂缝外在表现是宏观肉眼可见的，裂缝载体的混凝土是一种由粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构，在成型后随温度、湿度等环境条件的影响会形成肉眼看不到的微裂缝。由于混凝土的组成材料和微观构造不同以及受环境影响的不同，混凝土产生裂缝的原因很复杂，下面就工程中比较常见的裂缝进行阐述。
1.1外荷载作用引起的裂缝
结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震，脱模过早或方法不当，构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当，施工超载，张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。
1.2混凝土干缩引起的裂缝
在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变化，当这种体积变化受到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，其走向纵横交错，没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。
1.3温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，在工程中，这类裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。
1.4结构基础不均匀沉降引起的裂缝
当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝裂缝宽度较大、多呈45°，并且通常是贯穿性的。
1.5塑性收缩裂缝
塑性裂缝又称龟裂，严格说来属于干缩裂缝，出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的：如当新拌混凝土的坍落度较大，而振动时间过长时，水泥浆浮在上层，骨料下沉时受到钢筋或其他物质的约束，出现不均匀沉降，从而使混凝土的表层产生裂缝；浇筑后混凝土表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧收缩，而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力，因而开裂；使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大，也会导致这种裂缝出现。
2施工阶段产生裂缝的原因
2.1设计原因：如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或结构中的受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，产生的构件裂缝；设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）；构造处理不当，现浇主粱在搁次梁处如没有设附加箍筋，或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素导致混凝土开裂，设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）；设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形，采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。
2.2材料原因：粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大；混凝土设计强度等级越高，脆性越大，越易开裂。
2.3混凝土配合比设计原因：当前广泛采用泵送混凝土，对混凝土坍落度、和易性要求高，水灰比和水泥用量增大，水化热相应增大，混凝土收缩加剧；设计中水泥等级或品种选用不当；配合比中水灰比（水胶比）过大；单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大；配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值；配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
2.4施工及现场养护原因：模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等造成混凝土开裂；施工过程中，钢筋表面污染、混凝土保证层太小或太大，浇筑中碰撞钢筋使其移位引起裂缝，施工控制不严，超载堆荷，导致出现裂缝；现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。
2.5使用阶段（外界因素与徐变）：构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝；使用荷载超负。野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝；周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝；意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
同时，泵送混凝土的大量采用，混凝土强度等级日趋提高，水泥标号和用量都增加，导致收缩及水化热增加；结构规模日趋增大，结构形式日趋复杂，超长超厚及超静定结构成为经常采用结构形式，对于各种变形作用的结构约束应力不断增大；外加剂及掺合料种类繁多，有许多外加剂严重的增加收缩变形，甚至降低耐久性；结构设计中经常忽略构造钢筋重要性，因而经常出现构造性裂缝。
3结语
综上所述，环境的影响、设计的错误、劣质的材料、粗糙的施工是构件产生裂缝的主要原因。在实践中,应根据裂缝的不同特点采用不同的治理方法,使裂缝对构件或结构的危害降到最小，以延长构筑物的使用寿命，从而使钢筋混凝土构筑物能够安全可靠地运行。