论述混凝土裂缝形成的原因及防治措施

洪五州 崔风勤

【摘 要】论述混凝土在施工中裂缝产生的几个重要因素，分析和总结裂缝产生的原因，强调了施工中所采用的几种防治措施。

【关键词】混凝土裂缝；防治措施；耐久性；稳定性；收缩变形

要保证混凝土结构和制品中具有足够的强度，耐久性、体积的稳定性、消除工作中的薄弱环节和存在的问题来满足不同用途时对混凝土性能要求。混凝土中的裂缝可以使混凝土的承载力降低，使钢筋的锈蚀加剧，混凝土对钢筋的握裹力减小等等。从而可以导致混凝土的结构或构件的破坏，因此混凝土中的裂缝一直是人们十分重视的问题。

导致混凝土裂缝的原因很多，裂缝的形状也很复杂，有的原因相同而裂缝的形状不同，有的裂缝形状相同而原因不同，下面主要论述混凝土裂缝中的几种裂缝形成的原因， 预防措施等问题。

混凝土裂缝可大至分为应力裂缝、干燥裂缝、温度裂缝。不论是哪种裂缝，其形成的原因主要是因混凝土产生变形而发生的，如混凝土在凝结过程中发生的变形即收缩变形，混凝土在承受荷载后的体积变形即徐变变形，混凝土在温度变化时的体积变形即温度变形等等。不论是哪种变形，超过一定的限度都会使混凝土产生微观裂缝或宏观裂缝，以下根据裂缝的几种情况进行分别叙述。

1 收缩变形形成的原因

收缩是混凝土的一种重要特征，收缩会使混凝土产生内应力，产生裂缝，降低混凝土的强度和耐久性，产生收缩的原因主要有：①沉缩。刚成型的混凝土，因固体颗粒下沉，表面泌水产生体积缩小。②化学收缩。水泥与水在水化过程中发生的体积缩小。③物理收缩。凝固后的混凝土，毛细孔中的水分蒸发，使体积缩小。

1.1 沉缩

刚成型的混凝土，粗骨料分布不均匀，因砂浆的塑性收缩大于混凝土，即塑性收缩受粗骨料和砂桨比的影响，因而产生的收缩不同，使混凝土产生裂缝，而且这种裂缝会贯穿于整个混凝土中。又由于表面泌水现象，泌水率的增加会使混凝土内部产生微裂缝。

1.2 化学收缩

混凝土在凝结硬化过程中，内部会产生大量的热，使混凝土的内部温度升高，在冷却过程中因内、外温差而形成的凝土裂缝。混凝土的水灰比大，就会产生泌水现象，而在水化和硬化过程中，水泥和水反应生成水化物，水泥在水化期间使水泥浆的体积减小，体积实际减小程度取决于水泥的水化程度， 这种体积的变形会造成混凝土产生裂缝。

1.3 物理收缩

凝固后的混凝土、毛细孔中水分蒸发即自干燥，由于水向环境逸散形成的收缩变形，使混凝土产生裂缝。这种裂缝存在于混凝土的各个龄期。如果混凝土过干会在表面形成肉眼就能观察到的宏观裂缝，实际上这些裂缝形成之前就已经形成大量的细小裂缝，由于水泥连续的水化将产生自干燥，使水在混凝土的各个表面形成毛细弯液面，进而降低环境的相对温度国外曾有过报道认为：相对湿度为90%，混凝土内将产生负压，这种负压足以使混凝土产生裂缝。

2 徐变变形形成的原因

徐变是混凝土的另一个重要特性，当混凝土在一个定荷载作用下，产生随时间增长的变形，徐变变形改变了结构中的内力、产生不利变形，使混凝土产生裂缝，从而导致结构不符合使用要求或破坏。

2.1 外加荷载

大家都知道外加荷载越大，所产生的徐变越大，外加荷载的时间越长，所产生的徐变越大，当徐变达到一定的程度时，在混凝土的内部和表面都会产生裂缝，这种裂缝比较直观。形成的原因也很简单。

2.2 水灰比和粗骨料

如果鲜混凝土中水泥浆含量高即水灰比大、徐变就大，这是因为水会向蒸发的表面渗出，如蒸发速率大于渗出速率，空气与混凝土面的水界面将立刻向混凝土浆体中“流动”，结果产生毛细弯液面，使混凝土紧缩产生徐变变形，引起塑性收缩而产生裂缝，由于砂浆的塑性收缩大于混凝土（在前面已讲过），塑性收缩受粗骨料和砂浆比的影响，粗骨料的弹性模量越高、徐变越小。

3 温度变形形成的原因

混凝土材料的热胀冷缩现象，在温度变化时其体积也随之发生变化，混凝土温度变形在不受约束的情况下是不产生内力的。因混凝土与钢筋的温度线膨胀系数相差很小，两者差异所引起的内力很小，反之，当混凝土结构的变形受到约束，使结构产生内应力，这种内应力有时会很大，不但可以引起结构产生裂缝、甚至可以引起结构的破坏。

3.1 混凝土本身温度

混凝土在凝结硬化过程中，由于水化反应使其内部产生大量热，使混凝土内部温度升高，塑性收缩大，如果早期养护略有不慎，表面就容易开裂。

3.2 大气环境中的温差

混凝土凝固后，由其是脱模后，这时混凝土强度比较低，干燥快，毛细孔水迅速蒸发，毛细管引力作用在混凝土中引起收缩而产生拉应力，使混凝土产生开裂。

3.3 混凝土温度变形受到约束

混凝土的体积变形受到约束超过一定的限度时就会产生裂缝。当混凝土的温度变形受到内部或其他方面的约束就会产生龟裂、这种龟裂是相隔一定的间距而平行分布的，裂缝是受垂直于裂缝方向的约束造成的，常见于基础及相邻部的限制，它们不让混凝土自由收缩，就在混凝土内产生了拉应力。

4 防治措施

1）应该严格按照混凝土结构设计规范要求进行设计，除了在混凝土裂缝已经出现时要考虑裂缝的可允许性以外，在设计阶段还应考虑出现裂缝的可能性及出现的部位，裂缝的大致尺寸，以便采取相应的补救措施，在结构设计还应充分注意混凝土截面尺寸急剧变化的洞口，转角部位，要防止因收缩变形引起的应力集中，所以要正确地选择结构和截面形式以控制开裂。在结构允许的情况下，适当的预留伸缩缝或施工缝，尽量减少因收缩变形而遇到的约束，如混凝土路面或停车场那样以适当的间距预留一个凹槽或切缝，都可以达到减免混凝土开裂的目的。

2）在施工中减少用水量即减水水灰比，混凝土的坍落度尽可能的小，单位体积内用水量少，收缩小，强度高，也可相应地减少混凝土开裂。

3）在施工中设计混凝土配合比时尽量减少水泥用量，这样即能降低工程成本也能有效的减少干燥收缩，因干燥收缩的依次排列顺序是：水泥净浆>砂浆>混凝土，所以减少水泥用量对防止混凝土开裂有一定作用。

4）在混凝土中掺入适量的外加剂， 可以提高混凝土的强度，避免或减少混凝土的开裂，如掺用减水剂能起到减少水的用量，提高早期强度，节约水泥，减少混凝土开裂等效果。

5）在混凝土中掺用纤维材料，也可有效的防止混凝土开裂，如在混凝土中掺用聚合物纤维、钢纤维、碳纤维、玻璃纤维等等。纤维在混凝土中起到“拉结”使用，不同程度的抑制了微裂缝的扩展、增大混凝土的抗拉强度。

6）加强混凝土在凝结硬化期间的养护、养护不良是造成混凝土开裂的直接原因，也会使混凝土的其他品质下降，特别是干燥多风的气候中和大气温度较低时，浇筑混凝土时更应注意及时对混凝土进行养护，前者应注意干燥，使混凝土中水分蒸发过快而产生塑性收缩发生裂缝。后者应注意采用覆盖保温养护或用蒸气养护，延长养护时间，否则因混凝土内、外温差过大会造成混凝土产生裂缝。

5 结束语

在建筑工程技术日新月异的今天，混凝土整体地面在工业厂房工程、地下车库工程、大型展馆工程中应用非常广泛，并且其质量要求也非常严格，不仅有承载力方面的要求，还有整体平整度，地面裂缝控制以及美观的要求，这些严格的要求就必须使我们在施工之前做好全过程、全方位、全员性准备，方可取得良好的施工质量效果。本文笔者根据多年在工作中的实践，对混凝土裂缝形成的原因及防治措施进行了阐述，供业内人士参考。

参考文献

[1]戴镇潮·大体积混凝土的防裂[J].混凝土，2001·

[2]覃维祖·混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土，2001·