混凝土结构裂缝成因及防治

浅谈混凝土结构裂缝的成因及防治摘要：混凝土工程施工过程中，经常发生出现一些裂缝，影响结构的安全和美观，如何最大限度的防止和处理裂缝，是工程管理人员急需掌握的。

文章对混凝土结构裂缝类型及成因进行分析，并就其防治谈一些体会。

关键词：混凝土；温度裂缝；沉陷裂缝；化学裂缝
混凝土结构在施工、使用中，可能会出现各种裂缝，不同的裂缝对结构的耐久年限、安全使用性能的影响不同。

本文对混凝土结构裂缝类型及成因进行分析，并就其防治谈一些体会。

一、混凝土裂缝的类型
混凝土结构裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。

混凝土工程中常见裂缝及预防如下：
（一）温度裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。

后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。

气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。

混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有
（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。

在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。

在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。

一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。

但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。

裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。

高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。

此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

（三）沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑
间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。

裂缝宽度受温度变化的影响较小。

地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

（三）化学反应引起的裂缝
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。

这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。

主要的预防措施：一是选用碱活性小的砂石骨料。

二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。

二、防止混凝土结构裂缝的措施
（一）做好施工前的设计和准备工作
在建筑结构设计中，应处理好处于约束状态下的结构设计，当结构没有足够的变形余地时，在结构设计中合理配置构造钢筋，防
止裂缝的产生；设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用构造配筋等加强措施；积极采用补偿收缩混凝土技术。

尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管予埋和模板封镶收头前应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。

混凝土工人在浇筑时，对裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域，应铺设临时活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。

（二）注重混凝土原材料的选择和配比1．混凝土中如果采用吸收率较大的骨料，干缩较大、骨料含泥量较多时，会增大混凝土的干缩性；骨料粒径较大、级配良好时，由于能减少混凝土中的水泥浆用量，所以混凝土干缩率较小。

掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热，可降低混凝土单方用水量和水泥用量，还可减少混凝土自身体积收缩。

同时，在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好，减少泌水现象发生、有利于混凝土表面处理。

2．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，协助现场搞好构件的养护工作。

改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂；积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂，抑制碱骨料反应；正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运
用方法。

3．根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量。

选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，减少空隙率以减少混凝土收缩量，提高混凝土抗裂强度
（三）施工工艺的控制
合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

（四）温度的控制
1．采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

2．拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

3．热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

4．在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

5．规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

6．施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

（五）拆模时间的控制
在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。

当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。

新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。

在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

（六）合理的养护措施1．保温养护是混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇注块体的内外温差值以降低混
凝土块体的自约束应力。

可以降低混凝土浇注块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。

2．适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用，可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。

养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。

混凝土浇灌过程中，如遇风雨天气，应搭设防雨彩条布进行遮盖，同时周边做好明沟排水工作，防止雨水流进基坑内，保证混凝土浇灌的连续性和施工质量。

3．加强现浇板浇捣的养护
工作。

混凝土养护是整个施工过程中不可缺少的一个重要环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少因温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。

三、结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地防止混凝土裂缝的出现。

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处理，并在具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献
[1]戴烽滔．大体积混凝土结构裂缝的分析与对策[j]．四川建筑科学研究，2007，（1）．
[2]鲍永宏．高层建筑中混凝土施工的技术特点及实例[j]．科技经济市场，2006，（8）．。