混凝土裂缝产生原因及预防

文/宫大庆 沈阳泛华工程有限公司 辽宁沈阳 110000

混凝土裂缝产生原因及预防

文/宫大庆 沈阳泛华工程有限公司 辽宁沈阳 110000

钢筋混凝土裂缝的控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，特别是随着泵送商品混凝土获得广泛应用之后，混凝土均质性有了很大改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加，本文是在大量建设实践和现场实验研究基础上，概述了变形作用引起裂缝的原因，约束变形特征，抗与放的设计准则以及最大裂缝宽度限值及预防进行了阐述。

裂缝；控制；水泥混凝土；钢筋混凝土

混凝土是由水泥为主的胶结材浆体将散落的砂石混合粘结在一起,是一种多元、多相、非匀质水泥基复合材料。从开始浇注、振捣就会出现骨料下沉、浆体上浮现象,而浆体受骨料约束,在混凝土内部和表面会出现大量微细裂缝。以后随养护条件、环境条件和荷载情况的变化会出现多种多样的裂缝。有些裂缝在环境、荷载条件变化时可以愈合,有些裂缝则随环境、荷载条件的变化而发展;有些肉眼可见的裂缝并不影响结构物的安全,为无害裂缝,有些则影响结构物的安全为有害裂缝

在钢筋混凝土结构中，一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题，且有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的，因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感，是可以理解的。早在1932年，前苏联的教授在钢筋混凝土强度理论就指出,如正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度，受压区混凝土到达受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现(钢筋应力只有40～60MPa)，裂缝扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的3～5倍，因此，很多大型钢筋混凝土结构，仅仅自重就超过了极限荷载的30%,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的，结构是安全的，恐惧是不必要的。

但是近年来大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系，通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起，包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热)，收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称“变形作用引起的裂缝”。

一、钢筋混凝土常见裂缝原因分析

1.1混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类：

微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

1.2混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。

（一）、使用原因(外界因素)

构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝；使用荷载超负；野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝；周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝；意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

（二）、施工工艺原因

施工工艺涉及的面很广，一般常涉及到的有，一是水分蒸发、水泥结块的混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因之一。二是混凝土－种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。

（三）、荷载与外荷载的原因

由各类变形荷载，包括温度变形（水泥的水化热、气温变化、环境生产热），收缩变形（塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩）及地基不均匀沉降（膨胀）变形，由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝。下面逐一进行分析：

1.温度裂缝：温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。

2.干燥收缩裂缝：混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，即干缩；干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同及胶质体的胶凝等作用而导致变形不同所产生的结果。

3.塑性收缩裂缝：指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。一般在干热或大风天气出现，主要原因是混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

结语：

钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。综合技术措施包括：合理选择结构形式，降低结构约束程度，对与水平构件梁、板、墙等采用中低强度级混凝土，加强构造配筋。优选有利于抗拉性能的混凝土级配，尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术，尽量利用混凝土后期强度(60天)。对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理，满足设计使用和耐久性要求，不应因此降低工程质量评定标。

[1]张琨. 混凝土裂缝产生原因及防治措施[J]. 科技与创新, 2015(2):121-122.

[2]岳政松. 混凝土裂缝产生原因及防治措施[J]. 城市建筑, 2015(32):179-179.

[3]张治中. 高层建筑大体积混凝土裂缝产生原因与防治措施[J]. 建筑与环境, 2015(4):71-72.

宫大庆，男，汉族，籍贯：辽宁省沈阳市 ，学历： 本科，单位：沈阳泛华工程有限公司,研究方向：道路桥梁