钢筋砼温度裂缝的产生检测计算及正确评定

钢筋砼温度裂缝的产生检测计算及正确评定

唐素良

唐素良（广西恒诚工程质量检测有限公司）

摘要：通过本人经过多年的工作实践积累在处理实际工作解决问题时结合有关规范，从以下三方面论述钢筋温度裂缝的产生检测计算及正确评定。

关键词：砼温度裂缝检测评定

0引言

90年代国家对建筑市场压缩投资实行宏观调控，使一批正在兴建中的项目缓建、停建，致使一些没有封顶的高层建筑的中间层的钢筋砼结构（柱、梁、板）客观的改变了工作环境导致结构砼梁板产生温度变形裂缝。这本是很自然的现象。然而由于甲乙双方工作人员对温度裂缝的产生原因，检测计算评定和处理都缺乏必要的科学分析规范认识，双方各持已见。使科研检测、设计、质监站也难以按规范正确处理问题，本来就不影响结构安全度的问题，使工程一拖再拖，无法正常施工。以下是本人在多年的工作实践中结合有关规范解决钢筋砼温度裂缝的产生检测计算及正确评定。

1钢筋砼结构温度裂缝的产生

物体热胀冷缩的现象谁都不会公开反对，但一接触钢筋砼结构热胀冷缩引起变形裂缝却模糊起来，在温度裂缝具体问题面前自动放弃“物体热胀冷缩”的真理，甚至对国家标准规范允许出现裂缝表示怀疑，这是很不正常的，从而引起疾呼！也是笔者的目的所在。

1.1关于温度裂缝的产生原因大量的工程结构变形实践充分证明：温度裂缝是由于钢筋砼结构降温变形而引起的。特别是在温度变化较大时更加明显，由此产生的收缩变形差，对钢筋砼结构引起的约束力，一般在板内产生拉应力，而梁中则产生压应力。降温过程引起的应力状态，一直到梁、板温度达到平衡时才会消失，而收缩应力则将长期保持下去，所以说引起钢筋砼结构（梁、板）温度裂缝的主要原因是长期的收缩变形在砼结构中引起的拉应力造成的。

1.2关于温度裂缝的一般规律根据多起温缝工程实例的调查研究、检测及计算处理，发现钢筋砼结构（梁、板）受温度影响产生的裂缝一般规律如下：

1.2.1凡产生裂缝的工程施工季节多在最冷或最热季节；

1.2.2裂缝出现时间约在施工后1-3个月期间，此后趋于稳定；

1.2.3裂缝方向：裂缝垂直横肋，沿厂房纵向与主梁垂直；

1.2.4加配抵抗温度应力分布筋者，很少产生。

其温度应力（FTX）按下列式计算：

fTX=α·E·T…………①

温度变形（△L)计算公式如下：

△L=α·T·L…………②

2裂缝对钢筋径结构耐久性影响

大量工程实践指出：裂缝对钢筋砼耐久性影响：主要是加剧结构砼和钢筋的碳化和电化反应，从而降低砼耐久性。其主要反应如下：

2.1砼碳化反应式：

Ca(OH)2+CO2——>CaCO3+H2O…………③

2.2钢筋的电化反应：

钢筋锈蚀的电化反应主要是由水和氧气的作用而生成不容性的Fe(OH)3，橘红色层，结果造成钢筋表层剥离掉层缺损现象，其化学反应如下：

Fe+2H2O=Fe(OH)2＋H2↑…………④

2Fe(OH)2+1/2O2+H2O=2Fe(OH)3…………⑥

在上述碳化和电化作用下，使砼寿命受到影响，因此对温度引起的裂缝在超过规范允许宽度时，必须进行补缝处理，以保护钢筋不产生锈蚀，从而确保结构的耐久性。

3温度裂缝工程实测

我区北海某工程，为整体式现浇钢筋砼框架结构，一层楼板砼强度等级为C40，由于受建筑市场大气候影响，资金不到位而停工。(1996年元月26日至2月6日施工完成一层楼板），直到1996年6月上旬，由于甲乙双方对板面裂缝的原因性质认识不一致，甚至发生较尖锐的争论，应邀前往处理情况如下：

3.1裂缝特征与规律。

3.1.1裂缝出现时间。1996年3月14日拆模时，即施工后40天左右，开始出现裂缝，并随露天曝晒时间的增多和延长；

3.1.2裂缝的部位及走向：位于东南面的板裂缝多于西北面，这与墙板和楼板同时接受太阳辐射热的强度有关。至1996年6月12日共出现19条裂缝，总长度约为84050mm。其中东南面13条占68.42%，西北面6条占31.58%，裂缝的走向，多数裂缝平行主筋，垂直于付筋和梁的方向。总平均裂缝率(e)2.22%：

3.1.3裂缝的宽度与形状裂缝宽度大小不同，从板上表面直接测量其宽度为0.25-0.7mm〔相应下部板底面，缝宽约为0.05-0.1mm，早7时冷时读数〕

裂缝断面形状三角形（▽)，裂缝宽度随太阳辐射热量增加而减小，（所以观测裂缝必须定时用读数显微镜测数为准）；

3.1.4因该楼板实际已成为屋面板（使用环境改变了），受太阳辐射热影响长达半年。所以反复热膨冷缩的影响，有16条裂缝直贯通到板底。(0.05－0.1mm)，占84.21%。

3.2裂缝的测量计算及评定因为结构性能检验规范规定的裂缝宽度（规范宽度）是指构件，受拉主筋中心处的宽度。而非构件的上下表面裂缝的宽度。所以我们试验检侧人员直接测读构件的上（下）表面非规范裂缝的宽度，必须经过几何计算后，方能确定构件受力主筋中心处的宽度，即规范宽度，更不能把直接测读的非规范裂缝宽度，误当成规范裂缝宽度，导致错判。这种认识往往是非检测人员以外的同志常常产生错觉之处。甚至争论不休给施工造成不良影响。更不应当对国家财产造成不应有的损失。

经检测δmax=0.7mm，δmax=0.3mm的非规范裂缝宽度，经几何计算其规范裂缝宽度如下：

在相似三角形△aob与△doe中：

ab:ac=120:18∵ab=0.7

∴ac=δac=

故δac=0.105mm<0.3mm（规范规定宽度）

同理当a′b′=0.3mm

δac==0.045mm<0.3

无疑，从板上表面直接测量的裂缝宽度δmax=0.3－0.7mm属于非规范裂缝宽度，不能作为评定的依据。必须通过几何计算相应规范裂缝宽度。δemax=0.045-0.105mm方能作为评定裂缝宽度的标准。这一标准裂缝宽度δHmax=0.045-0.105mm，远远小于GBJ321-90规定允许裂缝宽度按0.3mm的要求。

一层楼板在温度影响下，其温度应力与文形的计算如下：

3.2.1温度应力，(fx)按下式计算

fx=α·E·T

当T1=10℃时

fx1=α·E·T

=10×10-6(1/℃)×3.25×104（N/mm2）×10℃

∴fx1，=3.25MPa>1:8MPa[C40ft=1.8MPa]

当T1=8℃时

fx2=α·E·T

=10×10-6(1/℃)×3.25×104（N/mm2）×8℃

∴fx2=2.6MPa>1.8MPa[C40ft=1.8MPa]

当T1=6℃时

Fx3=α·E·T

=10×10-6(1/℃)×3.25×104（N/mm2）×6℃

∴fx2=1.95MPa>1.8MPa[C40ft=1.8MPa]

3.2.2在露天暴晒环境下砼温度变形非规范（裂缝宽度）按下式计算：

ΔL1=δmax1=α·T·L=10×10-6(1/℃)×10℃×7000mm

∴δmax1=0.7mm

ΔL2=δmax1

=10×10-6(1/℃)×8℃×7000mm

∴δmax2=0.56mm

ΔL3=δmax3

=10×10-6(1/℃)×6℃×7000mm

∴δmax3=0.42mm

根据温度应力(fx)=1.95-3.25Mpa（1.8Mpa及δmax=0.42-0.7Mpa），该工程楼板砼在低温享节昼夜温差(T)较大的情况下，其砼裂缝的出现是难以避免的局部出现不超过规范允许宽度的裂缝是不以人们的主观意志为转移的客观现象。

基于上述裂缝性质（属温度变形）提出如下处理意见：

在甲、乙双方及当地质监站反复讨论统一认识以后，参考试验检测数据，尽快对裂缝进行柔性修补。即把裂缝采用柔性有机防水材料封闭，目的在于防止钢筋锈蚀确保结构的耐久性。

4结束语

因砼属于系统工程，影响质量因素和不确定条件较多，施工、设计业主共同协商解决，确保工程质量，做好砼的质量，需要团结协作齐抓共营，共创砼质量丰碑，通过此工程实例对于钢筋砼温度裂缝的产生检测计算及正确评定以得到较好的解决方案，防止钢筋锈蚀确保结构的耐久性。