混凝土結構裂縫的原因及預防措施探析

【摘 要】混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫，從實踐中來看混凝土出現裂縫的概率也是很大的，裂縫的存在會影響到結構物的整體性、耐久性、會對鋼筋產生腐蝕，是受力使用期應力集中的隱患，應當盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。

【關鍵詞】混凝土結構裂縫；原因；預防措施

在我國社會的工程建設當中，多數結構都是混凝土結構。混凝土裂縫在混凝土結構中是非常常見的，混凝土是多種材料組成的一種混合體且又是一種脆性材料，在受到溫度、壓力和外力作用的時候，都有出現裂縫的可能性。在出現裂縫后，就要分析裂縫產生的原因，針對不同的裂縫進行針對處理。

1 材料質量產生的裂縫

材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好。若工程用了這些不合格的材料就會導致“豆腐渣工程”，只有材料的質量關把好了，工程質量才會在根本上得到保證。因此，對材料選用應慎重。水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格水泥。粗集料：宜用表面粗糙、質地堅硬、級配良好，孔隙率小，無堿性反應的石料。有害物質及粘土含量不超過規定。細集料：宜用顆粒較粗、孔隙較小，含泥量較低的中砂。外摻料：盡量少用外摻料，如需要宜采用外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2 設計原因產生的裂縫

2.1 主要體現：(1)設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所導致的構件裂縫。(2)設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。(3)設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫。(4)設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。(5)設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。

2.2 預防措施：(1)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用加強措施。(2)積極采用補償收縮混凝土技術：在常見的混凝土裂縫中，有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐證明，效果是很好的。(3)重視對構造鋼筋的認識：在結構設計中，設計人員應重視對于構造鋼筋的配置，特別是薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。(4)對于大體積混凝土，建議在設計中考慮采用60d齡期混凝土強度值作為設計值，以減少混凝土單方用灰量，并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。

3 收縮導致裂縫

3.1 主要體現：體積收縮是混凝土的一個特性，由其水化反應過程中形成，一般影響不大，其特征是表面發生的裂縫比較多，一般不連續，通常也達不到貫通的程度。對于無抗凍、抗滲、抗腐要求的構件，通常可以不必考慮。

3.2 收縮裂縫預防：對于有抗凍、抗滲、抗腐要求的混凝土，必須防止和抑制收縮裂縫的產生和發展，以保證混凝土構件的性能。防止混凝土收縮可以從以下幾個方面來采取措施。（1）降低水泥用量。水泥是導致混凝土收縮的主要原因，降低水泥用量可以有效防止混凝土收縮裂縫的產生。（2）降低用水量。混凝土攪拌用水量通常遠遠大于水泥水化需水量，多余的水分蒸發導致固相開裂。降低攪拌用水量可以防止由于混凝土中富余水分導致的混凝土開裂，通常的方法是添加減水劑。（3）使用外加劑。一些混凝土外加劑可以非常有效的解決混凝土開裂的問題。混凝土外加劑阻止裂縫產生和發展的途徑可以是單一的，也可以是綜合性的。通常使用的有抗裂效果的外加劑有膨脹劑、減水劑、緩凝劑等，其具體的性能水因品種和生產廠家不同而各異。（4）使用摻和料。施工中可以使用一些混凝土摻和料來減少混凝土開裂現象，常用的摻和料有粉煤灰、硅灰、礦粉等。粉煤灰應用比較多，粉煤灰可以替代水泥，達到降低水泥用量，從而減少裂縫的產生。

4 溫度應力裂縫

此類裂縫產生的主要原因是由于混凝土澆筑后，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，造成混凝土的內部溫度升高，而混凝土表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應力，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。這種裂縫一般產生很早，多呈不規則狀態，深度較淺，屬表面性質。表面裂縫易產生。

主要預防措施：（1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。（2）減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450 kg/m3以下。（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。（4）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。（5）改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。（6）在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。（7）高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。（8）大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。（9）加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。

5 施工方面

由于施工原因造成裂縫出現的因素很多。如混凝土結構養護不良或養護時間不夠；攪拌時間不夠、振搗不實；鋼筋表面污染、保護層過小或過大；任意留置施工縫且不按規定處理；后期施工擾動前期混凝土；構件內外溫差大，未采取有效措施；在不宜施工的氣候條件下，勉強施工；冬季施工未采取防凍措施等。

施工方面的預防措施：（1）水泥應選用水化熱較低的水泥，并適當采用減水劑等外加劑。粗骨料宜用表面粗糙、質地堅硬、級配良好、空隙率小、無堿性反應、有害物質及粘土含量不得超過規定的石料。細骨料宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。（2）配合比設計時應采用低水灰比、低用水量，以減少混凝土的收縮。配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，禁止任意增加水泥用量。（3）攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆灌。鋼筋位置要正確。鋼筋間距要均勻，保證負筋位置的撐筋間距應不大于1000mm，澆筑混凝土時應設置馬道，不踩負筋。模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載(特別是動荷)。（4）加強混凝土的早期養護，并適當延長養護時間。養護合理能提高混凝土的抗拉強度和極限拉伸應變，要掌握最佳養護時機，特別是在氣溫高、濕度低或風速大的情況下，更要及早養護。

總之，混凝土是一種耐久性較好的建筑材料，但是在鋼筋混凝土結構中，如果混凝土出現較大的裂縫，由于水份的侵入會導致鋼筋的銹蝕，這就大大地縮短了結構的壽命。混凝土結構應針對裂縫成因減少裂縫或控制裂縫的寬度，確保結構安全和避免不必要的損失。

參考文獻：

[1]卜祥禹.混凝土裂縫施工方面的控制措施[J].山西建筑.2008(11)

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