浅谈现浇混凝土结构裂缝原因分析及防治

丁洪强

【摘要】现浇钢筋混凝土结构裂缝问题是整个工程结构相当普遍的问题，该文探讨了裂缝的成因，裂缝的分类及预防裂缝的措施。阐述了现浇钢筋混凝土结构产生裂缝后对结构的危害，并提出了对现浇钢筋混凝土结构裂缝的处理建议，以便使工程技术人员重视裂缝问题，采取相应措施，尽量减少裂缝的产生。同时，使广大业主了解裂缝的成因，理解裂缝的合理存在，化解设计、施工、使用三方矛盾。

【关键词】现浇混凝土；裂缝；预防

前言

在钢筋混凝土结构施工过程中，由于混凝土产生水化热引起的温度应力、混凝土收缩产生的收缩应力、地基不均匀沉陷而产生的次应力及荷载所产生的结构内力，最终有可能导致结构出现裂缝。自从混凝土作为一种建筑材料应用于工程建设以来，由于其材料本身的特性，在混凝土结构中裂缝问题一直困擾差学术界和工程界。长期以来，如何提高混凝土结构的抗裂性及防止裂缝的危害，始终是一项技术难题。

1 现浇混凝土裂缝的成因

现浇钢筋混凝土结构是多项复合材料，由固、液、气三相组成，其中的液相与气相组分，随着温度、湿度的变化，干缩后就可能形成裂缝； 结构在荷载作用下，混凝土构件受到的拉应力大于混凝土的抗拉强度标准值，也可能形成裂缝，有裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的，只是根据混凝土构件的使用功能及外观要求把裂缝控制在一定范围内； 而形成裂缝的原因是多方面的，大体可归结为两大类： 结构裂缝和构造裂缝。

（1）结构裂缝，是由荷载引起的裂缝，裂缝的产生与荷载相关，在荷载作用下，现浇钢筋混凝土结构带裂工作，现浇钢筋混凝土结构裂缝控制等级为三级，一类环境下结构构件最大裂缝宽度限值为0.30 mm，其它环境类别下结构构件最大裂缝宽度限值为 0.20 mm，只要裂缝宽度小于规范允许值，均不影响正常使用。

（2）构造裂缝，造成构造裂缝的原因很多，主要有以下几种：

① 混凝土收缩引起的裂缝，这是构造裂缝的主要表现。

裂缝出现过程分3 个活动期：

早期裂缝： 混凝土入仓后，经24 ～30 h 和和可达最高温度。最高水化热引起的温度比入模温度约高30 ～35℃，以后依不同速度降温，经10 ～30 d降至周围气温，此间大约有15% ～25%的收缩，此期间若养护不好，可能出现早期裂缝。

中期裂缝： 往后 3 ～6 个月，收缩完成 60% ～80% ，可能出现中期裂缝。

后期裂缝： 至 1 年左右，收缩完成 95%，可能出现后期裂缝。

② 温度裂缝

温度应力，再与混凝土的收缩应力相叠加，极易出现温度裂缝。

③ 混凝土材料的影响

随着高强度混凝土的广泛应用，而高标号水泥的生产相对滞后，为达到高强度混凝土的要求，增加水泥用量，同时也增加混凝土的收缩。另外，粗骨料粒径过大，级配较差，砂石含泥量过高以及外加剂的不利影响，致使混凝土收缩大，抗拉强度低，容易产生裂缝。

④ 埋设管线的影响

随着生活水平的提高，室内强电、弱电的需求也随之增加，致使板中线管密布纵横交叉，为节约投资，一般均使用 PVC 管材，而 PVC 管材与混凝土缺乏良好的握裹和粘接，并削减了结构的混凝土断面，在温度变化及荷载作用下，变形也不同，因此，沿 PVC 管出现裂缝也是近年常见现象。

⑤施工原因

目前的多高层建筑多采用泵送混凝土，水灰比较大，混凝土振捣不密实，保护层达不到设计要求； 钢模板散热快，保温差，养护不够等，均容易使混凝土产生裂缝。

2 预防裂缝的措施

2.1设计措施

设计人员应重视裂缝问题，计算时不仅要满足强度要求，而且要进行绕度及裂缝宽度验算，根据混凝土构件的使用功能及外观要求，划分裂缝控制等级，对不允许出现裂缝的构件进行混凝土拉应力验算。对允许出现裂缝的构件，进行受力裂缝宽度验算，使之符合《GB 50010 -2010 混凝土结构设计规范》的规定。

对于构造裂缝，应从设计概念上采取相应构造措施，减少构造裂缝的产生。

（ 1） 合理选择断面，避免截面的突变，产生应力集中，从而减少约束应力，否则应在变截面处，加强分布筋，最合理的配筋是沿主拉应力的方向配置钢筋。

（ 2） 梁板等水平混凝土构件，混凝土强度等级不宜过高，宜在 C25 ～C35 左右。如果混凝土强度等级过高，水泥用量多，混凝土硬化过程中，水化热高，收缩大，就容易引起裂缝。

（ 3） 对较长结构，可采用设置“后浇带”的方法，先“放”后“抗”。即利用“放”与“抗”的自然辨证原则，先设若干条800 ～1 000 mm 后浇带，间距为20 ～30 m，让混凝土自然变形，使其不产生约束应力，这就是防治裂缝“放”的原则，后浇缝保留40～ 60 d，，在此期间，早期混凝土温差及部分收缩都已完成，然后用膨胀混凝土填充，使后浇带在填充后承受第二部分温差及部分收缩作用下的内应力，即约束变形。

（ 4） 可采用“跳仓打”的办法浇筑混凝土，即把整体结构按施工缝分段，跳开一段浇一段，经过不少于5 d，再填浇成整体，这样可减少一部分施工初期的剧烈温差及收缩作用，减少混凝土裂缝。

（ 5） 若工期紧张，也可采用“加强带”，即在结构上设宽为2 m 左右的加强带，间距20 ～40 m，在混凝土中加入 UEA、HEA、SAS 等膨胀剂，分段浇筑膨胀混凝土，养护 2 周后，再用提高掺量 2% ～5% 膨胀混凝土回填，用混凝土的膨胀应力来补偿混凝土的收缩应力，来防止混凝土开裂。

2.2 施工措施

（ 1） 施工单位应采取切实措施保证板厚及钢筋保护层厚度，切实加强混凝土浇筑后的养护措施，注意混凝土的保温保湿和隔热，这对减少裂缝相当关键；

（ 2） 尽量采用普通硅酸盐水泥，不宜采用矿渣水泥及火山灰水泥，因其标准稠度用水量较大，保持水分的能力较差，且干缩性较大，养护不当容易产生裂缝；

（ 3） 适当控制混凝土的塌落度，水灰比，并掺入适量的减水剂；

（ 4） 尽量采用含泥量较少的粗、中砂，不得采用细砂、海砂，否则混凝土容易出现收缩裂缝；

3裂缝的危害及处理

当裂缝宽度 <0.05 mm 时，肉眼几不可见，可假定为无缝结构，对结构的承载力、防水、防腐及人的感观都无影响。当裂缝宽度 >0. 05 mm时，根据混凝土构件的裂缝大小、所处环境、使用功能及外观要求进行相应处理。裂缝过大，不仅影响外观、给使用者在心理上造成恐惧感，也会引起渗漏、影响使用，而且更重要的是会使混凝土碳化、钢筋锈蚀，影响结构强度，因此应进行处理，处理时，应分析裂缝产生的原因，属结构裂缝应采取补强措施，根据不同构件，可用碳纤维布，粘钢补强等。如属于构造裂缝，为防止主筋锈蚀，只要封闭即可，可用纯水泥浆，或环氧树脂等化学材料灌缝； 裂缝较宽时，可在裂缝处凿 V 形槽用水泥砂浆或细石混凝土填实即可，不会影响结构的正常使用。

结语

混凝土产生裂缝是各种因素共同作用的结果，但是各种因素并不是互相独立的，如何怎样抓住主要矛盾，各种措施该如何进行到一个合理的度是值得进一步探讨的问题，这就要求对混凝土的抗裂能力进行一个合理的评价，以采取最为有效的防裂措施。要使混凝土结构的塑性裂缝得到有效的控制，必须加强科学研究工作，揭示裂缝产生的机理，推出新技术、新方法。

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