建筑工程混凝土裂缝成因及防治措施

摘要：混凝土在工程建设中的地位日益重要，混凝土裂缝便成为了大家普遍关注的问题。尽管我们在施工中控制，采取各种措施，混凝土裂缝的问题还是时常出现。下面谈谈混凝土裂缝成因及防治措施。

关键词：混凝土裂缝；成因；防治

中图分类号：TV543+.6文献标识码：A文章编号：

1．裂缝的危害

混凝土结构裂缝，尤指是现浇混凝土板裂缝、混凝土框架梁柱裂缝及混凝土剪力墙裂缝，属于当前混凝土结构普遍性的质量顽症。混凝土结构在施工和使用的过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝对于结构本身来讲是一个潜在的威胁。裂缝使大气中的二氧化碳很容易渗透到混凝土中去，加快了裂缝处混凝土的碳化速度，从而缩短了结构从制作到钢筋开始锈蚀所经历的时间。而化学介质、气体、氧分子及水分子等也同时侵入裂缝，破坏钢筋的钝化膜，在钢筋表面发生电化学反应，引起钢筋锈蚀，严重影响结构的使用寿命。另外，明显的裂缝还会影响建筑物的美观和使用功能要求，令使用者对建筑物产生不安全感。

2．裂缝的成因及分类

分析裂缝产生的主要原因，可以从结构在使用过程中承受的荷载入手。建筑结构在实际使用过程中主要承受两大类荷载，有各种外荷载和非荷载作用(温度、收缩、不均匀沉降等)，统称广义荷载。其中静荷载、动荷载和其它荷载，称为第一类荷载；而非荷载作用，称为第二类荷载。因此，裂缝的主要成因不外乎以下两种：

（1）外荷载(如静、动荷载)作用产生的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；以及由于外荷载作用下结构次应力引起的裂缝；

（2）由非荷载作用引起的裂缝(又称之为第二类“荷载”)。如由温度不均匀沉降等因素引起的裂缝。

由第一类荷载引起的裂缝一般在结构的设计阶段时就予以考虑，因此由第一类荷载引起的裂缝是设计规范所允许的，对结构没有危害性。次应力引起的裂缝也是由荷载引起的，只是按常规不计算，但随着设计技术的不断发展，所谓的“常规”也在不断改进，计算逐渐做到全面合理，故可将其归到第一类，即荷载引起的裂缝中去。

非荷载作用引起裂缝的起因是结构变形，当变形得不到满足(或受到约束)时产生应力，且应力与结构的刚度大小有关，当应力超过一定数值时引起裂缝，裂缝出现后变形得到满足或部分满足，同时结构刚度下降，应力就发生松弛。对于某些结构，虽然材料强度不高，但有良好的韧性，可适应变形的要求，抗裂性能较高，这是区别于荷载裂缝的主要特点。其次，按普通外荷载的计算原则，从外荷载的作用、结构内力的形成，直至裂缝的出现与扩展，在荷载不变的条件下，似乎都是在同一时间瞬时发生并一次完成的，是个“一次过程”。但从环境的变化，结构变形的产生，到约束力的形成，裂缝的出现与扩展等都不是在同一时间瞬时完成的，它有一个“时间过程”，称之为“传递过程”，即应力累积和传递的过程，它是一个多次产生和发展的过程，这是区别于外荷载裂缝的第二个特点。裂缝有微观、宏观之分，更有有害、无害之别。微观裂缝是指混凝土在低于开裂荷载或未加荷载之前就存在于混凝土内部，由于沉陷、水化、干燥、碳化等因素引起混凝土干缩而产生的肉眼不可见的微小裂缝。微观裂缝在以后气温变化形成的温度应力和外荷载作用下会不断扩展并迅速增多，相互之间串联起来，形成宏观裂缝。宏观裂缝贯穿裂缝和深层裂缝往往会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。另外，裂缝的存在使大气中的二氧化碳很快渗透到混凝土中去，加快了裂缝处混凝土的碳化速度，从而缩短了结构从制作到钢筋开始锈蚀(即碳化历程)所经历的时间。而化学介质、气体、氧分子及水分子等也同时侵入裂缝，破坏钢筋的钝化膜，在钢筋表面发生电化学反应，引起钢筋锈蚀，影响结构的使用寿命。所谓裂缝的有害、无害之别，主要取决于建筑物的用途、性质、所处环境条件、裂缝所处部位、裂缝大小等。一般认为，凡引起下列后果的裂缝为有害裂缝，如损害建筑物的功能、引起其它因素的破坏、降低结构刚度或影响建筑物的整体性、损害结构表面功能等。

3．裂缝的防治措施

3.1 水泥的品种及用量选择水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙 （C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。

3.2 控制温度①减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；②降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；③减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热（热天浇筑）；④埋设水管，冷水降温；⑤规定合理拆模时间，气温骤降时做好混凝土表面保温措施，避免混凝土表面发生急剧温度梯度；⑥在寒冷季节，对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，采取保温措施。

3.3 改善约束条件合理分缝分块，缩短混凝土分块长度；避免基础过大起伏；合理安排施工工序。 转贴

3.4 预防贯穿性裂缝的发生贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能会破坏结构的整体性和稳定性，其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难，所以应注意防止贯穿裂缝的发生。

3.5 添加外加剂，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论，早在六十年代就已在国际上被认可；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当，可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。另外，减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能；掺加外加剂一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少混凝土的碳化收缩，另一方面在混凝土表面形成微膜，可减少水分蒸发，防止干燥收缩。

3.6 提高施工质量加强混凝土浇筑过程中的振捣控制，保证混凝土内部组织密实，达到提高混凝土极限拉伸值的目的。

3.7 混凝土养护混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水，同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工，塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大，一般采用二次收浆，然后开始养护，防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水，如果风大或温度高，水分蒸发量大，混凝土表面很快就会出现裂缝，必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中，人们也一直在摸索如何更早地开始养护，得到很多成功经验。

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。因此要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，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

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[2]杨光.水泥混凝土路面早期断裂的原因及防治方法[J].山西建筑，2010，（05）.

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