浅析混凝土裂缝产生原因及预防措施

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土构造物。在施工过程中，混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”。为了进一步加强对混凝土裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文对混凝土裂缝的产生的原因作以分析、总结，并对其预防措施作以介绍。

1、 混凝土裂缝成因

实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

1.1材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。比如：水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标；水泥强度不足，水泥受潮或过期；水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大；砂石中云母、泥沙、有机质和轻物质的含量较高；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高。

1.2荷载引起的裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件，在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。

1.3温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。譬如，桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布，由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝；大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

1.4湿度变形引起的裂缝

砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为 0.2~0.4‰，其发展规律是早期快、后期缓慢。

1.5基础变形引起的裂缝

由于地质勘察精度不够试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因，使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。

1.6冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。

1.7施工工艺引起的裂缝

施工工艺涉及的面很广，一般常见的有：砼的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因；模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、过早拆模等都可能造成砼开裂；砼养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切；混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝；施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，也可导致结构开裂。

2、预防措施

通过以上分析，在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计手段、施工手段来克服。

2.1材料选用上应选用符合规范要求的合格材料。水泥应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性、强度不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率小、无碱性反应、有害物质及粘土含量不超过规定的石料。细骨料宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。

2.2对于温度变化和湿度变化引起的裂缝主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg／m3以 下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热。五是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。六是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。

2.3对于基础变形引起的裂缝主要预防措施是：一是加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知监理到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。二是开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。三是控制建筑物有长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。四是合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。五是正确地设置沉降缝。

2.4对于冻胀引起的裂缝主要预防措施是：

冬季施工时，采用电气加热 法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

2.5对于施工工艺产生的裂缝可采取以下措施预防：

2.5.1配合比设计采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。禁止任意增加水泥用量。配制砼时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，振捣应均匀适度。离析的砼必须重新拌匀后，方可浇筑。

2.5.2钢筋的配置应严格按施工图施工，尤应重视以下各点：钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。

2.5.3模板构造要合理，模板和支架要有足够的刚度，合理选择拆模时机。

2.5.4及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。

2.5.5合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。

综上分析，钢筋砼结构裂缝应针对成因，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。