混凝土结构裂缝成因及预防探讨

次仁

摘要：在混凝土建筑结构中，经常出现的问题就是裂缝，只要在建筑工程中用到混凝土，那么裂缝就会出现。随着现代社会的发展，关于建筑工程技术也在不断的提升。本文主要针对混凝土建筑建构常见的裂缝原因做了简单的阐述，并对此问题提出了自己的的一些预防措施，希望可以为建筑工程做一些有价值的参考。

关键词：混凝土结构；裂缝成因；预防

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）11—212—02

前言

混凝土材料是一种脆性建材，加之拟建工程施工条件、施工管理以及人为因素的影响，难免会出现结构裂缝问题。然而，绝大多数的混凝土结构裂缝是在施工过程中出现的，而且带有规律性。

1混凝土结构裂缝成因

1.1温度

混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，这会直接产生附加应力，如果混凝土自身的抗拉强度低于这种应力的时候，就很容易产生裂缝。在施工的中后期间大多会产生温度裂缝，温度变化对缝宽有直接的影响。尤其是大体积混凝土在进行浇灌混凝土之后，会释放出大量的水化热，提高了其内部的温度，使混凝土表面和内部温差很大，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝。

1.2干缩

当混凝土硬化的时候，其体积的变化会受到内部干缩的影响，这也是干缩裂缝的形成原因。结构表面的干缩裂缝比较细，纵横交错的走向缺乏规律性，一般情况下，在混凝土露天养护一段时间之后，容易在侧面或表层出现。

1.3塑性收缩

塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格来说属于上面所说的“干缩裂缝”。

1.4荷载

不同性质的荷载作用在构件上的时候，会产生形状不同的裂缝，一般情况下来讲，主拉应力的方向与裂缝方向是正交的关系。在具体的施工过程中，会有诸多的因素影响结构受载后所产生的裂缝，其裂缝常常出现在使用中和施工中，例如，当采用不恰当的方法进行脱模或者过早脱模的时候，构件在运输、堆放、甚至是在吊装时的吊点位置和垫块位置不恰当的时候，当施工已经严重超载，张拉预应力值过大的时候，均可能产生荷载裂缝。

1.5沉降

当建筑物基础不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，构件之间产生斜拉和剪切作用，从而导致混凝土构件开裂。随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。此外，因设计、材料、施工及使用等原因引起的裂缝，涉及的面很广，内容多，限于篇幅本文不作阐述。

1.6原材料影响

混凝土选用的砂、石、水泥、外加剂、掺合料等会对结构裂缝的产生和扩展产生重大的影响，主要有：①混凝土开裂受到水泥等级高度、细度的影响非常大，等级越高的混凝土设计，其脆性也就越大，更容易发生开裂的问题。②骨料粒径越细，混凝土用灰量、用水量增多，收缩量增大。③混凝土收缩的不断增大，与含泥量过大的粗细集料有着密切的关系，如果粗细集料的级配不符合相关的规定，那么很容易造成混凝土收缩的问题，从而产生裂缝。④针对混凝土的掺合料、外加剂而言，不恰当的产量和选择，也会在一定程度上造成混凝土收缩的问题。⑤水泥品种不同，其收缩的程度也有较大的却别，相较于普通的硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥收缩较大。

1.7施工影响

混凝土是一种人造混合材料，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、浇灌、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成因。模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。在具体的施工过程中，钢筋表面污染，过小或过大的混凝土保护层，在浇灌中都很有可能发生裂缝现象。混凝土养护，尤其是早期养护的质量将直接关系到裂缝的程度，早期内外温差过大亦或者是表面干燥都有可能产生裂缝。

1.8设计影响

设计影响混凝土构件开裂的因素有很多方面，常见的有：①设计结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当；②设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝：③设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝；④设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利；⑤设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形；⑥各种结构缝设置不当等因素导致混凝土开裂。

2混凝土结构裂缝的预防措施

2.1优选原材料

施工过程中，水泥之间各物质发生物理反应，水泥水化热造成混凝土内部温度升高。加上大体积混凝土面积大、体积厚、散热困难，导致出现裂缝。针对这种情况，要在施工过程中控制好水泥的使用量，选择优质低水化热水泥品种。例如复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰质硅酸盐水泥等优质水泥，可以从根本上有效减少大体积混凝土出现裂缝情况。

2.2配合比设计

低用水量、低水泥量、低水灰比是比较科学可以的一种配合比设计。确保准确的投料计量和搅拌时间；任何肆意增加水、水泥用量的做法都是明令禁止的行为。

2.3混凝土运输

在混凝土运输的过程中，保证6r/min的车鼓运转频率，即便是到达工地之后，依然要保证其4-5min的高速运转，其目的是在浇筑之前，保证混凝土混合均匀。

2.4钢筋绑扎

施工中对钢筋品种、级别、规格、数量等的改变，必须考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度要尽量准确，不要超出规范及设计要求；保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂：并且钢筋表面应洁净。

2.5混凝土浇筑与养护

在混凝土浇筑的过程中，应该尽可能的避免离析现象的发生，适度、均匀、分层的振捣，施工缝不得随意留置；温度控制工作在大体积混凝土施工过程中需要引起格外重视，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定。混凝土早期养护的质量和时间需要格外重视，在风速大、湿度低、气温高的条件下，及时的采取喷水养护，当条件不允许进行浇水养护、不能保证其充分湿润的情况下，可以采取覆盖保湿材料等方法。避免在雨中或大风中等极端天气条件下浇灌混凝土。对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。混凝土浇捣的温度需要格外注意，在夏季的情况下，适宜采用低温养护、低温入模，必要时可以用冰块来达到降温的目的。

2.6模板支撑

合理的模板构造可以在一定程度上阻止由于不同的模板变形而导致的混凝土裂缝，这就需要支架和模板有足够的刚度，在施工荷载的作用下，可以有效的防止模板变形而产生的开裂。合理的超模时间也非常重要，不宜过早，尽可能的保证早龄期混凝土不开裂、不损坏；不宜过晚，混凝土水化热峰值尽可能的不要错过，这是最佳的养护时机。

2.7设计措施

（1）混凝土的配筋对混凝土收缩起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性，因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋可有效避免构造性裂缝的产生。

（2）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单，尽量避免结构断面突变带来的应力集中，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

（3）正确设置变形缝的过程中，要确定其构造、宽度、位置的合理性，伸缩缝间距需要严格限制，除此之外更要严格控制诸如地基不均匀、体形复杂、沉降值大的建筑物，与其他结构缝合并使用。

（4）合理的构建配筋，适当的间距。断面较大的梁应设置腰筋；大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋；主梁在集中应力处，宜增加附加横向钢筋；同时还应重视楼板、墙板等薄壁构件构造钢筋的直径和数量的选择。

（5）减少地基的不均匀沉降，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。

3混凝土结构裂缝的处理

在现实工程实践中，裂缝是不可能避免的。混凝土构件的裂缝大致分三类。第一类是很细小的裂缝，或者说是规范所允许范围内的裂缝这种裂缝一般不需要处理，第二类是超出规范允许范围内的，但并不影响结构安全问题的裂缝。这种裂缝一般需处理才能满足使用功能以及结构耐久性等，第三类是裂缝较大，影响到结构安全性的裂缝，这种裂缝的构件往往需要进行结构加固处理或拆除重建。

处理方法大致两种，一是抹面处理，材料可为高强微膨胀砂浆，抗渗聚合物砂浆或用环氧玻璃封闭；二是压力灌浆法，材料可为水泥灌浆，水泥一水玻璃灌浆，环氧树脂以及现在所应用的一此化学聚合物等。

4结语

混凝土裂缝形成比较普遍，裂缝降低了建筑物抗渗能力，致使钢筋锈蚀，混凝土碳化，降低建筑物的安全性，影响建筑物整体使用。通过严格按照标准规则操作，可以防患于未然，最大限度降低裂缝的出现概率，经过对细小缝隙进行修补，大大提高大面积混凝土施工质量。