混凝土结构裂缝成因及防治措施的探讨

王海秀

(山西晋正建设工程项目管理有限公司，山西 河津 043304)

0 引言

混凝土结构建筑是随着社会的进步和人们日益增长的物质生活的需要而发展起来的，是城市化、商业化、工业化的结果。在土地资源十分紧缺的城市，为了提高人均居住面积，民用住宅建筑由多层向小高层、高层建筑发展是必然趋势，现在中高层建筑普遍采用的是钢筋混凝土框架、框—剪结构。工业建筑中基础、承重结构以及构筑物也主要是钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构产生裂缝是很普遍的现象。在这里主要浅析一下钢筋混凝土出现裂缝的主要原因及预防措施。

1 混凝土结构裂缝的产生机理

混凝土中有粗骨料(石子)，细骨料(砂子)，还有水泥石(胶体)，除此之外还有一些没化解的粉团和细小的气泡，在粗骨料的四周与水泥石的结合处总是会有一些界面裂隙，混凝土浇筑完成，经养护稳定后，混凝土内部的微裂缝是相对稳定的，随着时间的推移，受所处环境及受荷状况的改变，微裂缝会逐渐发展，最终会逐步连起来，最终导致开裂。另外一种微裂缝是混凝土在浇捣过程中由于混凝土骨料的下沉，浆体的上浮产生混凝土表面的龟裂及一些毛细孔道，混凝土表面泌水过快产生裂缝，钢筋表面的疏松层而导致混凝土表面沉降裂缝。

2 混凝土结构裂缝的分类

混凝土裂缝分类方法有多种，一般分为受力裂缝和间接裂缝。

2.1 受力裂缝

受力裂缝主要有弯、剪、扭、拉、压产生的裂缝。1)受弯裂缝:梁支座处上部负弯矩引起的弯曲裂缝;梁跨中正弯矩引起的弯曲裂缝，下宽上窄;垂直板跨横向裂缝、板顶沿支座边缘负弯矩裂缝。特点:垂直于应力方向，受弯裂缝为楔形;2)弯剪斜裂缝:梁端剪切斜裂缝;正弯矩引起的梁端弯剪斜裂缝;负弯矩引起梁端上部弯剪斜裂缝等;斜裂缝特点是:中间宽，两边窄;3)拉应力产生的裂缝:局部拉力引起的受拉裂缝，局部拉脱(如吊环)。

2.2 间接裂缝

1)钢筋引起的裂缝:锚固在混凝土中的钢筋引起的混凝土劈裂;钢筋搭接区域混凝土产生的横向裂缝及纵向裂缝;挑檐板根部由于钢筋移位引起根部裂缝等。2)沉降引起的裂缝:沉降裂缝对静定结构不产生内力，对超静定结构，由于支座约束较多，会引起内力，从而产生裂缝。3)施工引起的裂缝:混凝土接槎处处理不良引起的裂缝，顺接槎方向;楼梯板由于板底钢筋移位，引起平行板底短边方向水平裂缝;接缝处未清理和处理，引起的夹渣及接槎处裂缝等。4)温差裂缝:混凝土构件(条形基础板，梁、板面、屋盖)由于胀缩引起横向(或者斜)裂缝;大体积混凝土温差收缩引起裂缝。

3 混凝土结构常见裂缝原因分析

3.1 施工中混凝土的组分变化

近年来混凝土的配料越来越强调强度的提高，以便建造出更高更强的高层建筑。现在商品混凝土搅拌站，C80都能生产出来，实验室里C100也可以做出来，但是片面强调高强的同时忽视了混凝土的体积稳定性，随着强度的提高，混凝土的弹性模量也随之提高了，约束应力也越来越大，也越容易出现裂缝。另一方面，混凝土抗压强度与抗拉强度不是成比例增长的。据统计，抗拉强度约等于抗压强度的1/2次方，抗压强度提高两倍，抗拉强度仅仅提高1.44倍，仅提高40%。

3.2 施工工艺不合理

施工过程中没有严格按照设计和有关施工规范标准要求施工。

4 混凝土结构裂缝控制措施

4.1 混凝土结构裂缝的一般控制措施

1)施工中原材料质量控制。其一:选用符合国家有关规范标准的和符合设计文件要求的建筑材料。选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应。细骨料宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂，砂中有害物质及粘土含量不超过规范规定。其二:混凝土中大量使用的外加剂，应选择与水泥等材料适应性好、收缩量小的品种。掺加料宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。其三:配料配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇筑。2)施工工艺控制。其一:施工前应按照设计要求和施工技术方案，合理确定施工缝的位置、后浇带的留置，有效消除应力。其二:模板和支架要有足够的刚度和稳定性，防止施工荷载(特别是动荷载)作用下，模板变形过大造成开裂，严格按规范要求控制拆模时间。其三:混凝土施工过程中，注意振捣的时间和位置，防止过振和漏振，另外合理地进行二次振捣可以有效消除楼板裂缝;采取一些措施如掺入纤维，防止在容易出现裂缝的区域(预应力锚固区、凹角、洞口、孔边)等应力集中处产生裂缝。加强混凝土的养护和成品保护，混凝土初凝后应及时洒水保湿养护，冬季施工要用保温保湿材料覆盖，雨季要加以覆盖，防止被雨水浇淋，成品混凝土在强度未达1.2 MPa前，不得在其上踩踏和作业，严禁对混凝土撞击。

4.2 工业建筑混凝土裂缝重点控制措施

工业建筑混凝土裂缝控制重点是大体积混凝土和水工构筑物。

1)大体积混凝土:大体积混凝土施工中易发生温度裂缝，这是因为混凝土的导热能力低。在施工操作工艺方面采取的措施是:其一:控制混凝土的出机温度和浇筑温度。为降低混凝土的总温升，减少结构的内外温差，控制出机温度和浇筑温度同样是一个重要的方面。为降低混凝土的出机温度和浇筑温度，最有效的、易操作的方法是降低原材料温度。SBR池施工在夏季，白天最高气温37℃，气候条件对施工极为不利，为了降低混凝土的出机温度，我们在搅拌站搭设遮阳棚，在搅拌混凝土的水中加入一些冰块，水温控制在6℃以下，用水适当喷淋粗细骨料，再用草袋覆盖，防止太阳直接照射，使混凝土的出机温度控制在25℃以下。为了控制混凝土的浇筑温度，我们尽量缩短混凝土的运输时间，及时卸料，由于搅拌站离施工现场较远，在运输中混凝土用塑料布加草袋覆盖，以防日光暴晒而升温，使混凝土的入模温度控制在28℃以下。其二:控制混凝土的下料、浇筑时间:为防止上、下、左、右、前、后各浇筑层间搭接时间差超出混凝土初凝时间，形成施工冷缝。其三:混凝土的振捣:产生混凝土质量缺陷的一个很重要原因是振捣，特别是本工程，混凝土抗渗等级为S8，振捣更是最关键的工序，为此，我们在浇筑混凝土前，对混凝土振捣工进行了专门培训和交底，并制订了以下方案:混凝土每层浇筑厚度不大于500 mm，振捣棒必须插入下层混凝土50 mm～100 mm，每插点振捣时间为20 s～30 s，不能少振，也不能过振，少振可能产生蜂窝麻面，过振混凝土可能产生离析，应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

混凝土振捣完成后，表面应及时处理，在混凝土初凝前1 h～2 h，用长刮板摊平表层泥浆，大面用铁滚筒碾压数遍，边角用楔子打磨压实，以闭合混凝土初期收缩裂缝。

2)构筑物:建设工程中钢筋混凝土构筑物出现裂缝比较大的是沉淀池、循环水池等。裂缝出现部位主要集中在进出口管道周围。这个部位混凝土内应力比较大，钢筋密集，是施工中混凝土振捣最困难的地方，施工中要进行重点控制。

5 结语

关于混凝土结构的裂缝，它的产生是有原因的，它是可以控制和预防的。房屋建筑出现裂缝是正常现象，只要是建筑物都会有裂缝，只是性质不同，部位不同。有些肉眼能看见，而大量的、细小的裂缝是看不到的，没看到、看不到的并不代表没有裂缝。有了裂缝，正确的观察、分析裂缝产生的原因，准确地对裂缝进行定性，适时合理地进行处理，确保混凝土结构在施工及使用中的安全。