混凝土产生裂缝的成因

浅析混凝土产生裂缝的成因

1 引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热，导致混凝土内部温度过高，经常出现很多裂缝。微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害，但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的裂缝。当混凝土裂缝的宽度超过规定的限值时，会影响建筑物和构件的适用性和耐久性，不仅有损外观形象，还会造成钢筋外露、腐蚀并减小建筑结构抵抗荷载的能力，降低建筑结构的整体性和刚度。

2 混凝土产生裂缝的成因

在钢筋混凝土结构中，混凝土的抗压强度较高而抗拉强度很低，其抗拉强度约为其抗压强度的十分之一。当结构受力或温度、湿度发生变化时，导致混凝土产生拉应力，极易产生裂缝。综合如下：

2.1 材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的，如水泥安定性差，两种水泥混用，砂、石含泥量大，骨料粒径过小，外加剂质量差或加入量过大等。

2.2 地基变形。当地基发生不均匀下沉时，在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时，将不可避免地出现裂缝，裂

缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。

2.3 设计方面。构造处理不当，主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋；大截面梁未设腰筋；构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素，均可导致构件裂缝的出现。

2.4 结构荷载方面。结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多，施工中或使用中都可能出现。例如构件早期受到震伤，拆除承重模板过早，施工荷载过大，构件堆放、运输、吊装时，垫木或吊点位置不当，预应力张拉值过大或放张不规范等，均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下，出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现，规范规定有些构件允许出现宽度不大于0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的，以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝，则应属于有害裂缝，须加以认真分析，慎重处理。

2.5 温度应力裂缝。混凝土与一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，其线膨胀系数约为1×10-5/℃，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，在构件受到约束不能自由变形时，构件内就会产生附加应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝，大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。

2.6 湿度变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时，体积会发生收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。这

类裂缝，在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。

2.7 徐变裂缝。结构构件在内应力的作用下，除瞬时弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用，其长期变形值可增加2～3倍，因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力，造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区，其特征与承受荷载出现裂缝相同。

2.8 施工方面。首先，混凝土拌和不匀、拌和时间过长，运输时间过长、运输泵送时改变了配合比，浇筑顺序不合理、速度太快等施工会改变混凝土的质量，降低混凝土的性能，引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣抽撤过快，会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的发生。其次，混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度，影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长。则混凝土收缩越小。在养护的过程中必须严格控制混凝土的水化热，对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度，使浇筑后混凝土的最高温度与温度梯度最小，外界对混凝土的约束最小。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短，保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大，会引起裂缝。最后，施工中，振捣棒直接搁在钢筋上进行振动，钢筋被扰动，同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动，影响了钢筋与混凝土的握裹作用，也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足，造成钢筋与混凝土的握裹作用减小，对混

凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工，混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后，抹面的次数和保温工作不到位，易产生表面收缩裂缝。

3 混凝土结构裂缝的防治

3.1 对水泥、水、骨料、外加剂、钢筋材料选用不当形成的裂缝，必须用对进场原材料按照国家标准进行严格检查和验收的办法加以预防，凡不合格的次品材料一律不得使用，或经试验后降低等级使用，这是因为一旦因材料选用不当而发生的质量问题，往往带有普遍性的缘故。

3.2 由于砼搅拌运输时间过长，浇筑速度过快，振捣不实、施工缝做法不当、模板走动等原因形成的裂缝可以按照《混凝土施工规程》严格执行混凝土拌制、运输、浇筑、振捣施工缝设置和旧混凝土连接、模板制作、拆模以及养护方面的规定来防止裂缝的产生。

3.3 由于天气干燥，初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝分别采用加强混凝土结硬化过程的自然养护、蓄热养护，采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡，预留温度伸缩缝等措施修补。受冻严重的构件，有的要拆除，有的要加固后方可使用。

3.4 由于承受荷载使构件产生过宽裂缝，合理地进行设计，可以防止这些裂缝的出现；对已出现的过宽裂缝的构件要采用加固措施进行加固。

3.5 由于地基过大不均匀沉降产生过宽裂缝合理地在设计时进行建筑物在使用阶段的沉降验算可以防止这些裂缝的出现，对已出现

这类裂缝的结构，要采用地基基础的防治措施对地基基础妥善处理后，再采用建筑结构的加固措施来解决。

3.6 对因使用及环境条件变化而发生的裂缝，要依据不同性质采用不同的防治措施，如：①因使用期间气温湿度变化而形成的裂缝，一般不易根除，以采用对钢筋混凝土构件的保护措施，减少大气湿度变化对构件变化的影响为宜；②因多次冻融而产生的裂缝，除对已形成缺陷和损坏的部分要予以补强或加固外，宜添加对受冻混凝土构件的保温措施；③因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷和损伤，除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外，应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护；④因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防；对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。

此外，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十分困难，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

4 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。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节，通过改善混凝土的质量并采取有效的浇注