试分析混凝土裂缝产生的原因

江淑辉

摘要：混凝土裂缝原因复杂而繁多，多种因素相互影响。混凝土裂缝在施工中是一项质量通病，应引起足够的重视。本文从多个方面阐述了产生混凝土裂缝的原因。

关键词：混凝土，裂缝，原因

在工程施工过程中，混凝土裂缝经常出现。混凝土裂缝产生的原因是多方面的，也是复杂繁多的。其中比较常见的原因有以下八种。

（一）混凝土材料质量引起的裂缝

混凝土建筑材料是由水泥、砂、石等原料，通过一定比例掺配形成的，它们质量的好坏直接影响混凝土的质量导致混凝土结构出现裂缝。导致混凝土质量出现问题的原因有：首先是水泥原料中的游离氧化钙含量超标而影响水泥的安定性，导致水泥质量不合格;其次是水泥本身的强度不够，或者是在保存运输过程中发生受潮或过期的问题降低了水泥的强度，从而使得掺配后的混凝土强度不足引起裂缝发生;最后是所选用的砂石粒径太小或级配不良，使得砂石的空隙率较大，这就直接导致了水泥和水的比例增大，从而引起混凝土自身的收缩性增大，降低了混凝土的强度，因此砂石的粒径要选用符合施工标准的大小，不宜过大或过小，这样才能保证混凝土材料的质量，减少裂缝出现的几率。

（二）荷载引起的裂缝

荷载裂缝指的是混凝土在常规静、动荷载及次应力作用下所产生的裂缝，主要分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种类型。在结构设计阶段：设计者对计算模型设置不合理，所设定的结构受力假设与实际受力数据不符，出现荷载少算或漏算现象都会影响混凝土的荷载实力;内力与配筋计算出现偏差或混凝土的结构安全系数不足也是引起荷载裂缝的原因;混凝土的截面结构设计不足影响到具体施工的可行性，由此而产生施工工艺质量问题，导致荷载裂缝出现;当然，钢筋设计偏少或布置错误会导致结构刚度不够进而产生荷载裂缝。在施工阶段：在混凝土上不加限制地堆放施工机具、材料影响其风干进程而造成裂缝;或是因施工人员缺少对预制结构受力特点的了解而进行不合标准的安装运输以及翻身起吊作业引起裂缝产生;此外，施工人员不严格按照设计图纸施工而造成施工顺序以及结构受力模式发生改变也会使混凝土形成荷载裂缝;同时未对结构作疲劳强度验算就投入使用也容易造成荷载裂缝。

（三）沉陷引起的裂缝

施工地基的土质情况以及回填土施工情况都会导致沉陷裂缝产生。例如施工地基土质不匀或松软，回填土不实或发生浸水情况都会造成地基不均匀而发生沉降;其次，模板的刚度不足、支撑间距过大或支撑底部出现松动现象，特别是在冬季，很容易发生冻土化冻后模板支撑出现不均匀沉降而导致混凝土产生裂缝。该裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直呈30°～ 45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，会有一定的错位，裂缝宽度与沉降量成正比。

（四）冻胀引起的裂缝

零度以下，混凝土因为吸水饱和而使得游离水变成冰，因而造成体积膨胀产生了膨胀应力，降低了混凝土强度而产生裂缝。此外，如果混凝土的骨料空隙率大则会增强其吸水性，或是骨料中的泥土杂质含量过多、水灰比偏大以及振捣不密实、养护不到位等都容易使混凝土发生冰冻情况，造成冻胀裂缝。

（五） 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量不好或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋与周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。

（六）收缩引起的裂缝

在工程中，混凝土的收缩裂缝通常有塑性收缩和缩水收缩（干缩），以及自身收缩和碳化收缩。因为混凝土表层水分损失快，其内部水分的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面产生毛细管张力，混凝土自身收缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而产生裂缝。收缩现象导致的裂缝是不规则斜裂缝，在配筋率大的部分会使混凝土收缩比较明显，表面容易产生龟裂裂缝，出现在混凝土成型数周或数月之间。

（七）温度变化引起的裂缝

温度变化指的是外部自然环境温度和混凝土内部结构温度两方面，因为混凝土自身具有热胀冷缩的性质，当温度发生变化时，混凝土就会发生变形，其在变形受阻时会在结构内产生应力，当该应力超过混凝土抗拉强度时便会形成温度裂缝。温度裂缝的特点是表面裂缝与深层裂缝形状差别大，前者无规律性，后者有规律性。裂缝宽度大小因温度变化的影响而热细冷宽。表面温度裂缝常出现的时间早，深层和贯穿裂缝出现时间晚。

1）表面溫度裂缝多由温差较大引起的。大体积混凝土（厚度超过2 m）浇筑之后因水泥水化放热，使内部温度升高而出现较大的内外温差，导致表面出现裂缝。在冬季施工时，过早去掉保温层，或受寒潮袭击，都导致混凝土因早期强度低而产生裂缝。另外当预制构件采用蒸汽养护时，由于降温过快或构件急于出池，急速揭盖，均使混凝土表面收缩，产生裂缝。

2）深层贯穿裂缝多受外界的影响而引起。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础，浇筑在坚硬的地基上，未采取隔离等约束措施。在混凝土浇筑时，其结构内部温度很高，但在其冷却收缩时，全部或部分受到地基或其他外部结构的影响，在混凝土内部出现很大拉应力，进而产生降温收缩裂缝。

（八）施工工艺引起的裂缝

在混凝土浇筑、制作、运输以及安装整个流程中，由于施工工艺不合理、施工质量差会造成混凝土形成各种裂缝。裂缝产生的原因不同会导致裂缝的位置、方向以及宽度出现差异。主要可分为以下几类：（1）混凝土保护层过厚，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚而造成构件的有效高度减小所产生的与受力钢筋垂直方向的裂缝。（2）混凝土振捣不密实、不均匀导致蜂窝、麻面、空洞现象出现而产生的裂缝。（3）混凝土浇筑过快或流动性差， 导致其在硬化前沉实不足， 硬化后沉实过大而造成浇筑后发生塑性收缩裂缝。（4）混凝土搅拌、运输时间过长使水分蒸发过多而造成混凝土坍落度过低，使得在混凝土出现不规则的收缩裂缝。（5）在混凝土初期养护因急剧干燥使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。（6）在混凝土搅拌时水灰比偏大导致水与水泥用量过多，从而导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，引起混凝土表面出现裂缝。（7）混凝土分层或分段浇筑时， 接头部位处理不好， 会在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

参考文献：

[1]冯英杰、王晓琴，从结构外观分析混凝土裂缝产生的原因[J]，山西建筑，2016年9月.