简述建筑结构混凝土裂缝的成因及其控制措施

摘要：随着混凝土在建筑物结构中的广泛使用，混凝土裂缝已成为目前工程建设中普遍存在的质量通病，建筑楼面出现裂缝的机率在增加，逐渐受到社会关注；专家普遍认为控制裂缝是个系统工程。楼面结构出现裂缝原因复杂，有材料、温度变化等原因，也有设计、施工、使用等方面问题，而楼面沿板内预埋管线出现的裂缝尚未引起工程人员足够重视，寻找其成因，利于有目的进行裂缝控制。混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝，从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的，相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，应当尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

关键词：混凝土 裂缝成因 裂缝控制

一、裂缝产生的成因分析

1.裂缝产生的部位与规律性

根据在工作总结出来的经验，现将裂缝产生的部位与规律总结如下：

（1）一般情况下，单块楼板面积在20m2以上的，产生裂缝的概率较高。

（2）在使用一段时间后（一年左右）出现裂缝，裂缝出现后一般不再继续扩张。

（3）在楼板周围，延板边45度角出现裂缝的概率较大。

（4）裂缝与板边平行的较多。

（5）大多数开裂楼板均采用商品混凝土。

（6）出现裂缝的房屋多数出现在房屋南侧。

2.开裂原因及分析

受力裂缝产生原因可以从结构性因素分析，正常来说，一般情况房屋基础出现不均匀沉降，引致楼板产生裂缝；钢筋混凝土抗压强度不足引致楼板开裂；在长期荷载作用下，混凝土楼板徐变，导致楼板开裂；受力钢筋锈蚀、膨胀导致楼板开裂；温度变形产生的楼板裂缝，一般来说基本都位于房屋顶层。以上裂缝产生原因比较容易判断。但现在很多开裂的楼板，混凝土抗压强度、受力钢筋直径、间距、负弯矩钢筋设置及楼板厚度，均满足设计要求，这时裂缝产生原因判断就很困难。下面将在工作中得出的一些经验总结如下：

（1）现在很多砖混结构房屋中，房屋开间很大，单块钢筋混凝土楼板板端约束较弱，容易产生上宽下窄的裂缝。

（2）在大跨度钢筋混凝土楼板中使用冷轧带肋钢筋，这样在满足计算要求的同时，节省钢材，但是降低了楼板的配筋率。钢筋较粗，间距较大。这样做虽然满足设计要求，但是实际效果不好，大面积楼板受到楼板边端约束力较小，当混凝土收缩应力较大时，就容易在角部产生斜向贯通裂缝。

（3）钢筋混凝土楼板厚度虽然满足设计要求，但是预埋管线较粗，楼板容易沿预埋管线开裂。

（4）现阶段施工单位采用商品混凝土较多，如混凝土运输时间较长，有可能在运输过程中加水。同时商品混凝土为了满足泵送要求，一般来说，混凝土水灰比和塌落度均较大。这样容易造成混凝土凝结后，水分挥发较多，造成楼板表面失水干缩裂缝。

（5）现浇混凝土楼板施工时，钢筋固定不牢，在施工过程中踩踏移位；混凝土楼板振捣时，振动过多，造成骨料下沉；混凝土养护不当，造成混凝土表面失水过快，水泥未经过充分水化，导致混凝土早期强度过低，不能抵抗收缩应力，特别是在昼夜温差大的季节，更容易出现干缩裂缝；施工工期不合理，为了提前竣工，提高模板周转率，过早拆模，导致硬化过程中的混凝土受到损伤。

3.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的危害及预防措施

上述裂缝一般不会产生安全事故，由于裂缝的存在，水蒸气及二氧化碳会侵蚀混凝土内部，裂缝内部混凝土过早碳化，受力钢筋容易锈蚀。从长期角度看会影响房屋的耐久性，也会对房屋使用者造成心理层面的影响。

因此在房屋设计时，应考虑到以上因素，在满足设计要求时尽量减小受力钢筋间距。在楼板角部除嵌固边支座负筋外，放射筋应尽量长一些。现浇楼板内部管线合理设置，尽量减少穿管数量。在大跨度楼板设计时，可以考虑增加楼板厚度，考虑楼板钢筋双面双向设置。在施工过程中，通过覆膜浇水、加入减水剂等方法，在保证塌落度的同时，减少用水量，以控制干缩裂缝的出现。在施工过程中严格控制楼板受力钢筋保护层厚度，采取有效措施，防止楼板钢筋被踩踏、移位等。上述裂缝出现后，应尽早与设计单位沟通，采取有效措施及时处理，确保房屋的耐久性。

二、裂缝的控制措施

（一）总体而言

1、设计措施

1)增配构造提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间。

2)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

3)在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

4)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般大于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

2、施工措施

1)严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1～1.5%以下)。

2)细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减水剂。

3)浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

4)根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。5)加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

6)混凝土尽可能晚拆模，拆除侧模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。

7)采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

8)根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

9)对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%～50%。

（二）具体措施

1、加强设计控制：梁板混凝土强度等级不宜大于C30；楼板应双层双向配筋，屋面、转换层楼面配筋宜加强；楼板内管线应避免出现交叉（将交叉部位设置在梁或墙上）；控制管线直径，使其不超过板厚的20%且≤D25；重视房屋护构件（外墙、屋面、门窗等）的保温设计，若使房屋具有良好的保温性能，不仅可大幅度降低房屋长期能耗，更是减少因温差变形而引起裂缝的有效手段。

2、加强施工控制：采取有效巩固措施（经计算高度的钢筋撑脚，预埋管线时管扎在撑脚上或采用砂浆垫块固定）使预埋管布置在板中部；延长空载养护时间，减少早期荷载裂缝；并行走向管线间距应大于0.25m，在管线集中或交叉处设加强筋，并在上下部铺放钢丝网，宽度应大于管区100mm；控制施工期间及竣工后的门窗洞口风速，减少环境温差和风速对结构的影响。

3、通过商品混凝土生产级配中材料的替换和外加剂的合理使用，降低商品砼的水泥和水用量；配比中添加聚丙烯纤维，可有效减少早期收缩裂缝；合理选用混凝土膨胀剂（宜选用一等品），其掺量应经试配确定，来满足设计的限制膨胀率；加强养护，延长养护时间，也可在板面和板底拆模后涂刷养护剂，避免混凝土的早期干缩，确保膨胀剂产物的充分水化，使混凝土达到有效的补偿收缩作用。

4、在施工前与设计沟通，精心编制施工组织设计，通过材料调换，使楼面面层与楼板混凝土一起浇捣（采取有效保护措施），同时提升上层钢筋位置，这样在不增加荷载前提下增大了楼板的刚度，将有效减少裂缝的出现。

三．结语

混凝土梁裂缝应针对成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝，应全面调查分析，查明原因，取得加固依据，在选择处理方法上，应比较论证、综合考虑，以求施工方便、经济高效。