6.2 钢筋部位裂缝的成因

钢筋部位裂缝成因有4类：

1）钢筋锈蚀胀裂。

2）钢筋间距、保护层问题导致的裂缝。

3）碱-骨料反应沿钢筋裂缝。

4）混凝土凝固前出现的沉降裂缝。

碱-骨料反应沿钢筋裂缝在第4章已经讨论；混凝土凝固前的沉降裂缝在第8章讨论。本章讨论钢筋锈蚀胀裂和钢筋间距、保护层问题导致的裂缝。

6.2.1 钢筋锈蚀胀裂

钢筋锈蚀裂缝机理已经在2.3节中讨论过了，下面讨论具体原因。

1.碳化破坏钢筋钝性保护膜

混凝土碳化反应会形成两种危害。一种危害是碳化收缩导致龟裂，已经在3.3.4节中讨论过；另一种危害，也是最主要的危害，是会导致钢筋锈蚀，本节将加以讨论。

碳化反应是导致钢筋锈蚀最常见和最主要的原因。碳化反应降低了混凝土碱性，破坏了钢筋钝性保护膜，为钢筋氧化反应打开了通道，导致锈蚀发生。

碳化反应机理见2.2.6节；碳化反应的具体成因和预防措施见3.3.4节。混凝土强度等级、水泥用量、水泥品种、水灰比、掺加引气剂、表面涂防护剂、混凝土密实度、保护层厚度、养护质量等都与碳化反应有关；特定比例范围的硅灰掺加量有助于减弱碳化反应。

2.氯离子侵蚀

氯离子侵蚀混凝土的危害性非常大，彩插图C-14和图6-1钢筋胀裂实例就是由氯离子侵蚀所致，保护层都胀裂剥落了。不过，氯离子侵蚀只限于海边和盐碱地区建筑，危害范围有限。

氯离子致使钢筋锈蚀的机理见本书2.3.3节，与碳化反应一样，它破坏了钢筋钝化膜；比碳化反应严重的是，氯离子侵蚀形成了腐蚀电池，可加速阳性极化作用，提高了导电性，使锈蚀更加严重。

发生氯离子侵蚀具体的原因包括：海风海雾或盐碱地区土壤侵蚀混凝土，或骨料、水、外加剂中已含有氯离子。

3.保护层过薄导致钢筋锈蚀

钢筋保护层过薄，二氧化碳和氯离子侵入路径缩短，空气、湿气、水也容易渗入，致使钢筋锈蚀。保护层过薄的具体原因包括：

1）对湿热或沿海地区环境分析不够，设计的保护层厚度偏小。

2）保护层垫块（即间隔件）的厚度小于设计要求。

3）保护层垫块垫在主筋下，而不是垫在箍筋下，箍筋保护层厚度小于设计要求。

4）保护层垫块间距过大，钢筋出现“塌腰”。

5）竖向浇筑的构件，如柱子和墙体，保护层垫块未绑牢，掉了。

6）曲面墙体钢筋未随形加工导致混凝土保护层或厚或薄。

7）施工荷载，如作业工人踩在钢筋网上，导致钢筋网下沉或“塌腰”。

4.混凝土密实度不好导致钢筋锈蚀

混凝土不密实，孔隙率大，二氧化碳、氯离子侵蚀阻力小，水和空气就容易进入，致使钢筋锈蚀。混凝土不密实的原因包括：

1）水灰比大，孔隙率高。

2）振捣不好。

5.各种裂缝渗水导致钢筋锈蚀

当混凝土出现各种裂缝时，如收缩裂缝、碳化收缩裂缝、碱-骨料反应裂缝、冻融裂缝、荷载裂缝和施工裂缝等，都可能成为进水通道，使水或湿气渗到钢筋处，导致钢筋锈蚀胀裂。所以，所有裂缝都必须及时修补并做好防水保护。混凝土收缩裂缝、碱-骨料反应裂缝和冻融裂缝的成因与预防见第3~5章。

6.2.2 钢筋间距与保护层问题导致的裂缝

荷载作用产生的裂缝，对于现浇混凝土在将第8章讨论；对于预制混凝土将在第9章讨论。本小节讨论因钢筋保护层和混凝土握裹力问题，在荷载作用下出现的裂缝：

1）保护层过薄，混凝土未形成与钢筋粘接，受力后钢筋部位出现裂缝。

2）受力钢筋间距过小，影响混凝土与钢筋粘接，受力后钢筋部位出现裂缝。

3）混凝土内集中埋设管线，相当于钢筋间距变小，混凝土断面被削弱，影响了混凝土对钢筋的握裹力，受力后钢筋部位出现裂缝。

4）受弯构件受拉区钢筋保护层过厚，受力后裂缝宽度大于设计允许宽度。