鋼筋混凝土結構開裂原因簡析及預防
工程技術
作者：陳立壯 許娜 李開熹
【摘要】鋼筋混凝土結構已成為我國建築工程中重要組成部分，而其開裂現象很普遍，一直是工程界難以解決的問題。隨著新材料的湧現，如纖維，作為混凝土的一種抗裂手段，在工程中開始使用。實踐證明，纖維材料在正確的使用條件下，可以提高混凝土抗裂性能。當然，不等於摻加纖維後就能保證混凝土不開裂，還應注重結構設計、材料、配合比、施工、養護等幾個重要因素。
【關鍵詞】混凝土；結構；裂縫；預防
下麵分析下由於結構設計、原材料及配合比、施工、養護等不當而引起的混凝土開裂的情況。
1.結構設計
某工程70m連續鋼筋混凝土側牆，35m處留有一條伸縮縫，混凝土澆築1個月內牆體出現明顯規律的開裂（每2-3m出現裂縫）。
依據長牆及地基板的溫度收縮應力公式，混凝土長牆的溫度收縮最大應力σxmax可表示為：
上式中，為地基板計算係數；E為混凝土彈性模量（N/mm2），α為混凝土的熱膨脹係數（1/0C），T為溫度變化，L為板的長度（mm），H為板厚，Cx為地基水平阻力係數（N/mm3），其中，當側牆板外為軟粘土Cx取1～3×10-2N/mm3，側牆板外為風化岩、低標號素混凝土Cx取60～100×10-2N/mm3。（注：T=-300C；fct=1.43N/mm2）。本工程混凝土牆厚為500mm，Cx取0.1N/mm3，當混凝土側牆外混凝土的鬆弛係數為0.3，混凝土長牆臨界設縫距離為34m；當鬆弛係數為0.5，混凝土長牆臨界設縫距離為22.8m。而本工程連續側牆長70m，35m留有一條施工縫，在高溫等惡劣條件下的，側牆混凝土自身收縮應力無法得到充分釋放，最後導致了混凝土開裂。
因此合理設計伸縮縫距離，可提高混凝土結構抗裂能力。
2.原材料及配合比
從上述看，存在兩點異常。1、作為C30混凝土，總體膠凝材料用量偏高，大於C35，接近C40。2、混凝土單位用水量偏高。
混凝土配合比不良導致混凝土開裂風險分析
（1）水泥用量偏高，會增加水化熱的釋放，由於混凝土導熱性能差，因此容易在水泥水化高峰（1～2周）過後，形成較大的溫度梯度，從而造成較大的溫度應力。
（2）用水量偏高，會增加早期混凝土的塑性收縮及幹燥收縮，嚴重的幹燥收縮勢必造成混凝土早期階段的開裂。
3.施工手段及養護條件
現場的施工手段及養護條件也是重要環節之一。
（1）施工時間宜應避開白天高溫時期，降低混凝土出機溫度和入模溫度，使得混凝土水化到早期養護過程中釋放出較高的應力。
（2）澆築振搗：不宜過振，在現場施工中，往往出現這種現象，振搗人員為趕出表麵剩餘氣泡，長時間振搗，造成表麵局部泛漿不均勻，導致混凝土麵層泛漿過多，局部失水嚴重，幹燥收縮加大。
（3）養護，若有膨脹劑的存在，側牆灑水養護顯得很關鍵，由於膨脹劑膨脹源發揮作用，是化學過程，是吸附水到形成結晶水的體積發生膨脹的過程。因此，必須早期有足夠的水分養護，否則，膨脹源早期未發揮作用，在後期接觸水分後，隨時發生膨脹，反而造成膨脹開裂。普通混凝土養護，早期養護越早，養護時間越長，收縮越小；保濕養應護避免劇烈幹燥，能有效的降低收縮應力。分析本次裂縫的產生，未能在初凝後，及時鋪蓋塑料布或者草袋養護、灑水等濕養護不足及養護時間不足14天都會造成養護不良而導致的混凝土本身開裂。