建筑工程混凝土结构产生裂缝分析

白 婵

邓州市规划局（474150）

建筑工程混凝土结构产生裂缝分析

白 婵

邓州市规划局（474150）

混凝土结构已经成为工程建设中应用最广泛的一种结构，本文分析了其产生裂缝的原因。

混凝土结构；抗裂性能差；裂缝

现浇钢筋混凝土结构出现裂缝是一种较为普遍的现象，会对建筑造成严重的损害。因此，鉴别裂缝、分析裂缝、控制裂缝的产生和发展，并对裂缝的产生进行有效的防治，对保证混凝土结构的整体性及正常使用具有重要的意义。

1 塑性收缩和干缩裂缝

塑性混凝土的裂缝出现在浇筑后的2～16小时内，这种裂缝有两类:一是塑性收缩裂缝，常出现在楼板、路面等平面结构中；另一类是干缩裂缝。

产生塑性收缩裂缝的主要原因是混凝土多为室外露天浇筑。浇筑后的混凝土表面受到日晒、风吹的影响，使新浇混凝土的表面水分蒸发过快，即蒸发速度大于泌水速度，表面混凝土的收缩受到底层混凝土的约束,使正在硬化的混凝土产生拉应力，从而导致混凝土表面裂缝。

防止产生这种裂缝的有效方法是,尽可能的减少混凝土表面与内部的相对体积变化的差异。混凝土浇筑后振捣要密实；水、水泥、砂、石子用量要严格控制且配合比要合理；对裸露表面应及时覆盖，加强养护；对高温、大风天气施工的混凝土应及时抹压，防止裂缝继续发生。

干缩裂缝多发生于混凝土终凝前后，也有表面裂缝，宽度一般为0.05～0.2 mm，个别情况也有大于0.2 mm的。终凝前出现裂缝，较薄的梁、板类构件多沿短方向分布；凝固后期的裂缝一般较宽较深，此时出现的干缩裂缝一般均匀地分布于相邻两钢筋之间并与钢筋平行。产生这种裂缝的原因主要是混凝土在硬化过程中，由于环境气候条件的影响，混凝土表面的水分蒸发,水泥石中的凝胶体逐渐干缩产生的初始应力，引起混凝土干缩裂缝[1]。

控制和减少这种裂缝的有效方法是,加强早期混凝土的养护工作，特别要加强初凝和终凝前后的养护。砂、石含泥量要严格控制，且级配要合理，对于长期堆放露天的构件应覆盖草袋或草帘，避免暴晒。

2 水化热引起的裂缝

混凝土浇筑后，由于水泥的水化反应，在凝结和硬化阶段，温度上升。这种内部蓄热不能很快通过混凝土表面散发到外围空气中去，尤其是大体积混凝土，因此形成从构建核心到混凝土表面的温度梯度。这种温度分布使混凝土产生一种自应力状态，外层受拉，中间受压。当拉应力超过了硬化期混凝土较低的抗拉强度时，将产生裂缝。这种裂缝通常是不规则的龟裂，深度只有几毫米或几厘米。采用低水化热水泥品种，减少水泥用量，降低搅拌时混凝土温度，以及采取控制硬化过程中的施工工艺可减少裂缝出现的几率[1]。

3 荷载作用产生的裂缝

在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。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、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%～40%的设计荷载,就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的 （这类裂缝也称为无害裂缝）。在钢筋混凝土设计规范中，根据不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2～0.3 mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现的裂缝则是有害的，需加以认真分析，慎重处理。

4 温度收缩引起的裂缝

当温度变化时，由于材料热胀冷缩，房屋各部分构件将产生各自不同的变形，引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致，屋面变形较大，当屋盖和墙体之间构造处理不当，会使墙体受拉，当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时，产生温差裂缝。普通混凝土在空气中硬结，湿度发生变化时，体积会有所收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。

5 基础不均匀沉降产生的裂缝

由于地基沉降不均匀也可引起梁板裂缝。不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉降情况有关，一般表现为垂直或呈30°～45°角方向发展。

防止这类裂缝产生的方法是,地基必须进行认真勘测,充分掌握地基下的土质特征，如果遇到软弱土层，应对地基进行处理，保证地基满足设计要求，同时还应注意基础周围的排水情况，防止地面水浸泡基础下的土层。

6 钢筋腐蚀产生的裂缝

当保护层混凝土碳化或混凝土不密实、保护层厚度不足时,钢筋在一定的环境条件下将发生锈蚀，削减钢筋的断面，同时铁锈膨胀可引起混凝土开裂,破坏混凝土与钢筋之间的粘结力,削弱混凝土与钢筋的共同作用，降低结构的耐久性。

预防的方法是保证有足够的混凝土保护层厚度,混凝土浇筑要密实，及时维修损坏的和有裂缝的混凝土。在生产工艺方面，要减少蒸汽、有害气体在结构四周的溢散，对有侵蚀性气体、粉尘作用的厂房，应加强自然通风和强制通风。

为了尽可能防止混凝土结构裂缝产生，需要不断提高设计、施工质量，把好原材料质量关，采取有效措施，提高混凝土结构的耐久性,加强对建筑物的使用管理，避免随意增大荷载，注意经常性的维护和维修工作，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

[1]滕智明.混凝土结构及砌体结构［M］.北京:中国建筑工业出版社,2003.