混凝土裂缝产生的原因及措施

谢向阳

摘 要：混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但是混凝土抗拉能力差、脆性大、容易开裂。一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；但是这些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。

关键词：混凝土；裂缝；成因；控制措施

一、前言

混凝土构件通常都是带缝工作的，由于混凝土裂缝的存在和发展往往会使其内部的钢筋等材料产生腐蚀，造成混凝土结构的承载能力、耐久性及抗渗能力降低，直接影响建筑物的外观、使用寿命。很多工程结构的失事都是由于混凝土裂缝造成的。混凝土规范也明确规定：结构构件在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但是在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使其结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量和结构安全。本文结合的现场施工经验，并参考大量文献资料，分析了混凝土裂缝产生的原因，并提出了防治对策和控制措施。

二、混凝土裂缝产生的原因

混凝土裂缝形成的原因有多个方面的因素造成的，大致可分为混凝土施工、本身特性、外界因素等三大类。在此，我们就按此分类来谈谈混凝土裂缝形成的成因。

1.混凝土施工造成的裂缝。混凝土浇筑时施工模板洒水不当，过于干燥，或因模板本身吸水量过大，造成混凝土的塑性收缩变形产生裂缝。混凝土振捣不到位，或者振捣时间过短，造成混凝土没有达到密实状态；如果使混凝土振捣时间过长，造成石子下沉砂浆上浮，容易形成混凝土干缩变形量大，因此造成混凝土收缩不均匀产生裂缝。模板支设和拆除施工过程中由于工人施工不规范、模板支设体系不牢固，或者工人过早拆除梁板底模板和支撑钢管等原因造成的裂缝；项目部对施工班组在施工过程中控制不严，造成局部施工荷载过大而导致出现的裂缝。

2.混凝土本身原因造成的裂缝

（1）混凝土本身内部作用造成的裂缝。混凝土中的钢筋锈蚀形成的裂缝和碱骨料之间起化学作用形成的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝。在混凝土中的钢筋腐蚀是电化学作用反应的过程。总之决定钢筋腐蚀的基本因素是电位差、水和氧，但是钢筋实际的腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。而是cl-离子，它是钢筋腐蚀反应的活化剂，因为 cl- 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发钢筋腐蚀，并且能增大溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应等；所以我们在混凝土中掺有氯盐或掺入cl-离子时就会引发钢筋锈蚀，因此现实施工中的钢筋锈蚀病害大多由它引起的。如果混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后，其体积可增加好几倍，并且挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于外的拉应力，当其拉应力超过混凝土的承耐的拉力时就会形成混凝土的保护层上顺沿钢筋的纵向方向裂缝。因为在混凝土拌和时会产生一些碱性离子，而这些离子在与某些活性骨料会产生化学反应并吸收周围环境中的水而使其体积增大，并造成混凝土膨胀开裂。如果这种裂缝出现在混凝土结构使用期间将会很难补救，因此我们在施工中应采取有效措施进行控制和预防。由于在混凝土浇筑、振捣不当或者是钢筋保护层较少，会使有害物质进入混凝土内部使钢筋产生锈蚀，当锈蚀的钢筋体积膨胀过大，会导致混凝土膨胀裂缝，因此此种裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的布置位置出现。当混凝土裂缝出现后，外面的水、气（氧） 可顺着裂缝渗入并进一步加快钢筋的腐蚀，如果使裂缝长期发展下去，裂缝将会增宽、增长，甚至会使混凝土保护层大片脱落。也会造成钢筋截面随着锈蚀发展而减小，导致钢筋锈断并对工程结构的耐久性、安全性产生严重的影响。

（2）混凝土水化收缩造成的裂缝。由于混凝土中水和水泥作用反应后生成物体积，会比反应之前水和水泥的体积减小，又因水化作用时，其绝对体积也会减少，即混凝土产生水化收缩。

（3）混凝土干燥收缩造成的裂缝。干燥收缩是由于混凝土的脱水干燥时，其体积或长度会有所减少的过程。干燥收缩变形主要是由于水泥浆的干缩造成的；水泥浆的收缩量比混凝土大，如果以普通混凝土的1d的龄期为基准， 环境的相对湿度70 %左右的情况下，与其收缩变形量一致。混凝土干缩变形的主要影响原因有如下两个方面原因： 内因涉及单方水灰比、水泥用量、骨料用量 和构件大小（厚度）、 用水量；外因则涉及干燥时间、环境相对湿度等。

三、混凝土裂缝的控制措施

1.混凝土结构设计方面的控制措施。当在混凝土结构设计中，应特别重视构造钢筋的配置，应该符合国家建筑设计规范内容；特别对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选用。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于40mm时应设置?6@150的抗裂构造网片；如果按双向板配筋：为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为了减少开裂，宜采用双面配筋，增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ，应采用细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋，双面配筋，可减小间距，加大配筋率，来满足受力要求。

当设计中结构界面突变带来的应力集中时，如果无法回避时，应当做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋等措施。

2.施工方面的控制措施。应浇筑大方量混凝土之前制定具有可操作性的施工方案，并在经有关方面批准后实施。在土施工方案中要明确混凝土的初凝时间、浇筑方向、一次浇筑的方量、施工缝的留设位置以及处理办法等，避免形成冷缝和因新、旧混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面，造成混凝土的强度降低。因为一般大体积混凝土使用商品泵送混凝土，所以还要制定相关的泵送混凝，另外还必须进行混凝土的测温工作。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在7d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，将温度差控制在规范规定范围内。

必须制定详细的混凝土施工方案。施工方案是确定浇筑量、施工缝间距、施工工艺、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。因为一次浇筑长度是由垂直施工缝分割，所以施工缝应设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除非是控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应避开炎热天气和昼夜温差大的日子，应当选择在当天气温较低时浇筑。当在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度（应当低于周围环境温度）。

四、结语

裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面 ，建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现，其有害程度是可以控制 的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的，设计、施工、材料等方面 因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，必须全面系统的考虑。从裂缝 的分类入手，弄清裂缝出现的原因，对裂缝采取措施加以正确的处理，钢筋混凝土结构裂缝 问题将会逐渐得到圆满的解决。

参考文献 ：

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