混凝土结构裂缝产生原因及控制措施

【摘 要】混凝土结构以其取材方便、可模性好、耐久耐火、节约钢材等优点，被广泛应用于土木工程之中，但混凝土结构自重大、抗裂性差、性质脆等缺点却使混凝土成为工程施工中的主要病患。本文分析了混凝土结构裂缝产生的原因，并提出了有效的控制措施。

【关键词】混凝土结构；裂缝；产生原因；控制措施

1 引言

混凝土结构以其取材方便、节约钢材、耐久耐火、可模性好、刚度大等优点，被广泛应用于土木工程和路桥工程中，在我国经济建设和社会生活中起着极为重要的作用。但是，混凝土结构自身的缺点，如自重大、抗裂性差、性质脆等，也严重影响了混凝土结构的使用，成为工程施工中的主要病患。在混凝土结构众多病变之中，裂缝病害较为普遍，混凝土裂缝不仅影响了结构的美观，同时也降低了混凝土的强度，影响混凝土结构的使用性能和使用安全，给经济建设和人民生活带来诸多不便。因此，加强对混凝土结构裂缝成因的分析，并采取积极有效的控制措施，在混凝土结构的使用中有着极为重要的意义。

2 混凝土结构裂缝产生原因

混凝土结构产生裂缝的原因很多，包括如温度湿度变化、结构荷载、地基沉降、施工工艺、设计构造等都有可能引起混凝土结构裂缝。

2.1 设计构造原因

在设计时考虑不周，是混凝土结构裂缝产生的主要原因之一。包括如混凝土构件断面、开洞留槽应力、构件预应力施加、构件钢盘配置、构件收缩变形、附加箍筋或吊筋设置、结构缝设置、混凝土等级配置等，在设计时如果考虑不周，都会使混凝土结构产生裂缝病害，影响混凝土结构的施工质量和使用性能。

2.2 材料原因

材料是引起混凝土结构裂缝病害的又一重要原因。比如粗细集料含泥量过大，集料颗粒级配不良、间断级配；骨料针片含量过大、粒径过细、用灰量用水量过多；外加剂、掺和料选择不当，掺量不适宜；水泥品种选择不当，对收缩值考虑不周，如矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矾土水泥、快硬水泥等各品种水泥的收缩值之间并不相同，而存在着巨大的差异；以及水泥等级和混凝土强度等等原因，如果在使用时未作充分考虑，按照标准进行选用和配制，将会导值混凝土收缩增大，产生裂缝病害。

2.3 施工工艺原因

施工工艺是造成混凝土结构裂缝病害的又一主要原因。在实际施工中，会导致混凝土结构产生裂缝病害的原因很多，如集料、骨料的运输、搅拌、浇灌、捣实存在缺陷和疏漏；未按要求和标准进行养护，混凝土早期脱水；模板搭设不当造成漏水、漏浆，或支撑下沉、过早拆模或拆模不当等；施工过程未注意钢筋表面污染问题；在混凝土浇注时对水化计算不准，未注意混凝土降温和保温工作；现场预应力张拉不当出现超张或偏心等情况，都有可能引起混凝土结构裂缝病害。

2.4 荷载原因

引起混凝土结构裂缝病害的荷载包括施工中的荷载和使用过程中的荷载两大类，两大类荷载都有可能引起混凝土结构裂缝。施工过程中的荷载，如混凝土早期受震、构件堆放挤压、运输碰撞挤压、吊装时垫块或吊点位置不当、施工中张拉应力值过大等都可能产生裂缝。使用荷载所引起的裂缝病害，一般常见于梁、板等受弯构件中，通常普通混凝土在承受30%-40%设计荷载时，就可能出现裂缝病害，这种裂缝一般靠肉眼不能察觉，对使用也不会造成什么影响，被称为无害裂缝。但当构件承受荷载达到极限破坏荷载时，也就是设计荷载1.5倍以上时，所产生的裂缝将会严重影响构件的使用性能，通常超过规定宽度即0.2-0.3mm的裂缝，即对构件的使用造成不良影响，成为有害裂缝，对这种有害裂缝需要认真分析原因并及时处理。

3 混凝土结构裂缝控制措施

要控制混凝土结构裂缝的产生，应当根据导致结构产生裂缝的原因入手，从结构设计、材料选用配合、现场施工操作等方面进行控制。

3.1 设计方面

设计是否合理，对混凝土结构的使用性能和使用寿命有着决定性的影响。在设计时，要充分考虑混凝土的温度效应、收缩效应，以及混凝土结构的受力特性，相关构件的荷载情况。对于处于约束下的结构因为没有足够的变形余地，需要采取有力措施防止裂缝产生，对于处于无约束条件下完全处于自由变形状态的结构，则应有足够变形余地，针对不同情况采用不同的结构方案和使用不同材料。对于结构断面，应尽量在设计时即避免因为断面变形所引起的应力效应，当无法避免时应采取加强措施。针对混凝土收缩所引起的常见混凝土裂缝病害，可以考虑采用补偿收缩混凝土技术，比如在混凝土中掺入膨胀剂等，来补偿混凝土的收缩，解决因为收缩值过大而产生裂缝的问题。在结构设计时，对于楼面、墙板等薄壁构件，梁、柱等受弯构件，应当注意其构造钢筋的配置，采用适合的钢筋直径和数量。

3.2 材料选择和级配

不同结构因为受力特性和荷载情况，对混凝土强度有着不同的要求，因此要根据结构的要求选择合适的水泥品种，在非必要情况下应当尽量避免采用早强水泥。对砂、石等原料的选用，应当按照规范要求严格控制其大小和含泥量。为了降低水泥用量、降低水化热，同时改善泥凝土的使用性能和构建成本，应当积极选用掺合料和外加剂。混凝土补偿收缩技术可以很好的解决混凝土收缩值过大引起的裂缝病害，但在选用膨胀剂时，要充分考虑不同品种的膨胀剂在不同掺量下膨胀效果的差别，在实际应用时，一定要经过大量的试验来确定膨胀剂品种和掺量。材料的级配在设计时，要尽量减少水泥用量，选用低水灰比、低用水量进行施工。材料级配设计人员应当深入施工现场，根据现场情况，包括浇注能力、振捣水平、构件截面等情况，选用合理的混凝土坍落度，并对现场砂、石等材料实际情况调整级配，指导现场作好混凝土养护工作。

3.3 现场施工方面

除了材料和设计外，现场施工也是控制混凝土结构裂缝产生的重要组成部分。如混凝土浇捣时，要注意振捣棒插拔速度，应快插慢拔，对不同的混凝土坍落度要用不同的振捣时间，避免出现过振或漏振情况。为了排除凝土内部水分和气泡，应尽量采用二次振捣和二次抹面技术。在构造模板时，要防止因模板间的变形引起混凝土裂缝，使用具有足够刚度的模板和支架，以免在施工荷载作用下造成模板变形。拆模时间要注意不能过早也不能过晚，过早将会造成早龄期混凝土的损坏和开裂，过晚则容易错过混凝土水化热峰值，错过最佳养护时机。新浇混凝土应特别注意早期养护工作，尤其是构件的湿润养护，尽量减少混凝土在早期产生收缩。对于厚大体积混凝土，要充分考虑水化热问题，采取必要措施避免水化热高峰集中出现，并采取适当的保温措施，防止混凝土内外温差过大引起温度裂缝。

4 结束语

混凝土结构裂缝病害是常见病害之一，对混凝土结构的使用性能和使用寿命有着不良影响。在实际应用中，我们要从造成混凝土结构裂缝的原因出发，从多方面入手，包括设计、材料、施工等采取必要的控制措施，减少混凝土结构裂缝病害的出现。

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