混凝土结构裂缝成因分析与对策

摘 要：混凝土结构的裂痕直接影响到构造物的使用安全并减少了构造物的使用寿命及使用年限。下面略述混凝土结构裂缝的产生原因并探讨混凝土结构裂缝的防治和施工控制。

关键词：混凝土；裂缝；成因；防治

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

1、裂缝的成因与危害

1.1引起混凝土结构裂缝的原因很多，可归纳为两大类：

（1）由外荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝（又称为荷载裂缝），其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。

（2）由变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝（又称非荷载裂缝），如温度变化、混凝土收缩等因素引起的变形受到限制时，在结构内部就会产生自应力，当自应力达到混凝土抗拉强度极限值时，就会引起混凝土裂缝。裂缝一旦出现，变形得到释放，自应力也就消失了。

1.2需要指出的是，不论何种原因产生的裂缝，都会对混凝土结构的耐久性造成影响。钢筋混凝土结构的裂缝对钢筋腐蚀的影响更大。混凝土开裂后，钢筋的腐蚀速度将大大加快，钢筋腐蚀后，生成的腐蚀物体积膨胀，产生顺筋裂缝，由于裂缝的进一步扩展使腐蚀破坏作用逐步升级，混凝土耐久性不断下降，形成导致混凝土结构耐久性进一步退化的恶性循环。

（1）设计原因

a.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

b.设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）。

c. 设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝。

d.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

e.设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

（2）材料原因

a.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

b.骨料粒径越细，针片含量越大，混凝土单方用灰量，用水量增多，收缩量增大。

c. 混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当严重增加混凝土收缩。

d.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大，粉煤灰水泥收缩值较小，快硬水泥收缩大。

e. 水泥等级及混凝土强度等级原因，水泥等级越高、细度越细、旱强度越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高、混凝土脆性越大、越易开裂。

（3）混凝土配合比设计原因

a.设计中水泥等级或品种选用不当。

b.配合比中水泥比（水胶比）过大。

c.单方水泥用量越大，用水量越高，表现为水泥浆体积越大，坍落度越大，收缩越大。

d. 配合比设计中砂率，水灰比选择不当造成混凝土和异性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。

e. 配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

（4）施工及现场养护原因

a.现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当、漏振、过振或振捣棒过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。

b.高空浇注混凝土，风速过大，烈日暴晒，混凝土收缩值大。

c.对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

d. 大体积混凝土浇注，现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。

e.现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

f.现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

g. 现场预应力张拉不当（超张，偏心），引起混凝土张拉裂缝。

（5）使用原因（外界因素）。

a.构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

b.使用荷载超负。

c.周围环境影响，酸、碱、盐等对构造物的侵蚀，引起裂缝。

2、裂缝的控制措施

2.1设计方面

2.1.1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已时，应充分考虑采用加强措施。

2.1.2积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。

2.1.3重视对构造钢筋的认识：在构造设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

2.1.4对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60d龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺和料。

2.2材料选择和混凝土配合比设计方面

2.2.1根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级、尽量避免采用早强度的水泥。

2.2.2选用级配优良的砂、石材料，含泥量应符合规范要求。

2.2.3采用混凝土外加剂，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

2.2.4正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果，应解过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

2.2.5设计人员应深入施工现场，依据施工现场的施工工艺、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。

2.3现场操作方面。

2.3.1振捣工作。

振捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

2.3.2混凝土养护

新浇混凝土的早期养护工作尤为重要，保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护，养护时间为14-28d。

2.3.3混凝土的降温和保温工作

对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采用必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现，降低峰值。浇捣形成后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜，湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

2.3.4避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

2.3.5对于地下结构混凝土，尽早回填上，对减少裂缝有利。

综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。