影响混凝土梁板开裂的因素及裂缝形态

摘 要：我国建筑工程的建设规模不断扩大，混凝土的使用范围也日益增加，很多工程建设都以混凝土结构为主。由于自身特性和外界环境、不同的混凝土坍落度和振捣时间等因素的影响，混凝土梁板将会出现开裂的现象，虽然一般裂缝对结构的安全影响不大，但梁板若出现贯穿裂缝就会导致渗水问题的出现，影响结构的使用功能和耐久性。本文主要就混凝土梁板产生开裂的原因进行了探讨，并论述了混凝土梁板的裂缝形态。

关键词：混凝土梁板；梁板开裂；裂缝形态

引 言

混凝土结构的裂缝是一个很普遍的技术问题。大量的实践证明混凝土结构的裂缝是难以避免的，造成混凝土裂缝频繁出现原因与现代混凝土施工中普遍采用商品混凝土及泵送施工有很大关系，外加剂、掺和料等在混凝土中的广泛使用也是导致混凝土开裂的重要原因。而由于梁板结构混凝土浇筑工艺所具有的特性，裂缝更容易发生，因而常常导致梁板渗漏等一系列问题，梁板开裂已经成为一个重要的社会问题。避免导致梁板开裂的不良因素，预防和控制混凝土梁板裂缝的发生已经成为混凝土工作者面临的一项重要任务。

1 受力裂缝产生的原因和形态

受力裂缝是在外荷载作用下产生的结构裂缝，也称为荷载裂缝，一般可以通过计算分析得出裂缝的规律性。在荷载条件超过了规定的标准限额时，就会导致荷载裂缝的出现。

荷载裂缝主要有冲剪裂缝、剪压裂缝、剪拉裂缝、剪胀或挤胀裂缝以及脆性碎损等几种形态。冲剪裂缝出现多是因为在设计过程中把注意力重点集中在梁板的抗弯能力方面，忽视了梁板的抗冲剪能力，冲剪裂缝具有在环柱头周边均匀分布、危险性大的特点；剪压裂缝是剪力与压力同时存在同时作用而形成的裂缝，虽然属于挤压、闭合型，可认为是无害裂缝；在挤压力、剪切力与拉力同时存在共同作用的情况下，就产生剪拉裂缝；剪胀裂缝是在强大的集中荷载作用下，结构在产生强大的压缩变形的同时，由于压缩机理寻求压应力扩散的机会而自然形成与压缩方向正交的变形，这也称挤胀现象。压力机下混凝土试块上最先出现的裂缝就属于挤胀或称剪胀裂缝；由于梁板的刚度不够而配筋过量，导致了梁板受压区的抗压或抗剪能力不够，引起脆性破坏，危险性极大。图1中的a、b、c、d、e分别代表了上述五种荷载裂缝的示意图。

2 非受力裂缝的产生的原因和形态

2.1 温度收缩裂缝

温度收缩裂缝是建筑物最常见的一种裂缝，主要是由于结构温度变形及材料收缩变形受阻及应力超标所致。据调查，收缩裂缝与原材料品质、施工质量及结构类型较为密切，一般情况下，现浇结构或超静定结构较装配式结构或静定结构收缩裂缝多；平面尺寸大、施工质量差的房屋收缩裂缝相对较多。典型的现浇楼板收缩裂缝主要集中于房屋中部，沿楼层方向没有明显差异，裂缝形态为枣核状，中间粗两端细，绝大部分止于梁、墙边。

2.2 碳化锈蚀裂缝

常用的钢筋混凝土结构耐久性的评估方法的基础混凝土的碳化及钢筋的锈蚀。党混凝土的碳化延伸至钢筋部位时，因为失去了混凝土钝化膜的保护，钢筋会逐渐生锈。生锈后的钢筋体积会膨胀，从而引起混凝土沿钢筋开裂。而混凝土裂缝的开展又会加快钢筋的锈蚀，周围有害介质或者较大的环境湿度都会加快这种恶性循环，如图2所示。碳化锈蚀裂缝具有以下特点：裂缝的分布沿钢筋进行，裂缝周围的混凝土发酥，并附着有褐色渗出锈渍物。

2.3 冻胀裂缝

因为长年累月地遭受雨雪的浸蚀，处于寒冷地区的外露混凝土结构长期处于干湿交替、反复冻融的状态之下，在混凝土密实度不足、空隙率较大时，很容易出现冻胀裂缝，其具体表现为梁板结构表面的混凝土酥松甚至剥落，造成钢筋的锈蚀，如图3所示。

2.4 沉缩裂缝

沉缩裂缝是指在混凝土的硬化过程中，因为塑性下沉而产生的裂缝，其一般出现在混凝土浇筑后1～3h内，结构变截面处、梁柱交接处和顺钢筋部位是沉缩裂缝发生的主要部位。沉缩裂缝呈水平分布，因为两端细、中间粗所以似枣核状。混凝土沉缩的原因主要有以下几种：因为水灰比和混凝土的流动性过大，致使混凝土产生泌水下沉；因为水分蒸发过快导致混凝土结硬时的下沉加大；振捣不充分，导致混凝土没有沉实或者沉实不均匀。

3 控制裂缝产生的要点

3.1 控制材料质量

3.1.1 水 泥

水泥的质量检查是施工之前必须进行的步骤，所选用的水泥必须符合相关技术规范，并且有正规的来源途径。水泥的质量检验合格后必须根据品种的不同分别储存或堆放，避免因混合使用而导致化学反应现象的发生。混凝土收缩开裂的主要原因之一就是水泥的抗裂性不强。水泥的抗裂性能与其强度、含碱量、含量和细度成反比，即水泥的强度、含碱量、含量和细度越高，其收缩值就越大，抗裂性能也越差。

3.1.2 骨 料

混凝土中的含沙量是影响混凝土梁板结构抗拉强度以及收缩变形的直接因素，砂石的含泥量超标会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。针对进入施工场地的矿石不仅要进行分开堆放和压碎处理，还要进行压碎值实验和筛分实验。用过细的砂拌制的混凝土常会造成侧面裂缝。

3.2 优化混凝土的配合比

水泥用量以及水灰比的设计是控制混凝土配置的主要参数。影响混凝土梁板收缩最主要和最关键的因素是用水量，混凝土的收缩值和其水灰比成正比关系。在混凝土的配置中，增加的胶结材料用量，会增大混凝土的收缩值，导致收缩裂缝的出现；粗骨料的级配较差或者弹性模量较低、粒径不够大、针片状含量较多，也会增大混凝土的收缩值，各种级配混凝土使用的粗骨料粒径范围如表1所示。

砂率的值超过规定限制也会降低混凝土的抗裂性；此外，混凝土的稠度较大时，粗骨料容易下沉，表面的浮浆增加，混凝土的抗裂性下降，同样会导致开裂现象的出现。

3.3 控制施工质量

在混凝土结构的施工过程中，如果施工工艺不当或者施工人员专业性不强，也会容易产生各种裂缝。比如混凝土的振捣没有达到密实、均匀的要求，梁板出现蜂窝、麻面或者空洞，从而导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的出现；对混凝土进行分層或分段浇筑时，如果没有处理好接头部位，新旧混凝土和施工缝之间也会出现裂缝；混凝土浇筑后进行的抹干压光工艺过分，会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳化学反应生成碳酸钙，造成表面体积碳水化收缩，导致混凝土梁板表面出现龟裂。

3.4 考虑温度的影响

在夏季，混凝土的温度在在太阳的直射下急剧上升，混凝土体之间形成温度差，温度裂缝很容易出现。在冬季，迎风的一面也会出现温度裂缝。此外温度变化太快，使混凝土骤冷骤热，结构内外温度不均，也会出现裂缝。

3.5 优化结构设计

在进行结构设计时，由于配筋不足或者截面较小，会导致梁板成型后的刚度难以符合要求，整体的挠度偏大，从而引起板四角裂缝；如果在设计时忽略了收缩缝的留置，梁板的薄弱环节也会出现收缩裂缝；如果基础设计的处理不科学，就会导致沉降不均匀，在上部结构产生附加应力，梁板同样会痴线裂缝；楼板双向受力，按单向板配筋，也是引起裂缝的一个原因。

4 结 语

由于混泥土结构的施工过程相当的复杂，所以很多被忽略的细节都可能导致混凝土梁板结构出现裂缝。因此不仅要加强对使用材料的质量管控，还要严格注意施工过程中的施工工艺以及环境因素。只有这样才能避免混凝土梁板出现严重的裂缝，避免因为裂缝产生的事故。

参考文献

[1]张天宇.混凝土结构裂缝现状调查与统计分析[J].福建建设科技，2005，3：011.

[2]潘立.关于混凝土结构裂缝问题的思考[J].工业建筑，2000，30（5）：62～65.

[3]钱大行，孙犁，于建林.高层地下混凝土墙体裂缝的分析与处理[J].施工技术，2004，4.

[4]袁永秀.现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因案例分析[J].建材与装饰：上旬，2011（4）：222～223.

作者简介：刘分（1983-），女，汉族，贵州湄潭人，本科，助理工程师，主要从事建筑工程检测方面工作。