混凝土裂縫的形成與預防

摘要：混凝土以其物美價廉的優點被廣泛應用于現代生產生活的工程建筑中，然而，混凝土在施工過程中出現不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍和常見的現象。因此，必須針對工程建設中混凝土裂縫的問題，采取有效的技術措施加以防范和控制，以確保工程質量。本文對混凝土裂縫的形成進行了分析，并提出了預防方法。

關鍵詞：混凝土裂縫；預防；控制對策

混凝土在施工中對有些結構按其所處條件的不同，允許存在一定寬度的裂縫。裂縫按成因分類主要有塑性裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫及不均勻沉降裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量。

一、裂縫形成的原因

1、收縮引起的裂縫

（1）干縮裂縫。混凝土結構物受到風吹日曬，其表面水分散失過快、體積收縮大，而其內部溫度變化小，收縮也小，表面收縮變形受到內部的約束而產生較大的拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，產生干縮裂縫。

（2）塑性收縮裂縫。混凝土澆筑后沒有及時覆蓋，表面游離水蒸發過快，產生急劇的體積收縮，而此時混凝土強度很低，不能抵抗這種變形應力而開裂，即塑性收縮裂縫。

2、溫度變化引起的裂縫

混凝土內的水泥在水化反應中散發出大量的熱量，使混凝土溫度升高，并與外部氣溫形成一定的溫差，從而產生溫度應力。其大小與溫差有關，并直接影響到混凝土的開裂及裂縫的寬度。

3、配筋不足引起的裂縫

無筋混凝土比有筋混凝土容易開裂，有筋混凝土的配筋間距大、配筋率小容易造成開裂。鋼筋位置要擺放正確，保護層過大或者過小都可能導致混凝土開裂。

4、配合比設計不當引起的裂縫

（1）截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小。

（2）由于計算錯誤導致受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節點不合理等。

（3）結構構件截面突變或因開洞、留槽引起應力集中。

（4）構造處理不當或各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土結構開裂。

（5）結構形式選擇不當。超長、超厚及超靜定結構對于各種變形有顯著約束作用。

（6）結構混凝土強度選擇了過高的強度等級

5、養護條件達不到引起的裂縫

養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，混凝土硬化正常，不會出現裂縫，但這只適用于預制件生產，現澆混凝土不可能擁有這種條件，只能是越接近標準養護條件，混凝土開裂的可能性越小。

6、施工質量引起的裂縫

在現場澆筑混凝土過程中，振搗不均勻或漏振、過振，會造成混凝土離析、密實度差、從而降低結構的整體強度。

混凝土內部氣泡不能完全排除時，鋼筋表面的氣泡會降低混凝土與鋼筋的粘結力；鋼筋若受到過振，使水泥漿在鋼筋周圍密集，也會大大降低粘結力。

7、化學反應引起的裂縫

主要是指堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫。

混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水份致使體積增大，造成混凝土酥松、開裂。堿骨料發硬裂縫一般出現在混凝土使用期間，一旦出現裂縫將很難補救，因此應提前預防。

鋼筋銹蝕裂縫是由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄致使有害物質進入混凝土使鋼筋產生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導致混凝土開裂。

8、沉陷引起的裂縫

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不均勻、松軟、回填土不密實、浸水而造成不均勻沉降所致。或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產生不均勻沉降，導致混凝土結構產生裂縫。

二、混凝土裂縫預防措施

2.1材料組成、配比的優化

優化混凝土組成成分及配比，包括堿水劑的種類，水泥的品種、用量，礦物摻合料（如粉煤灰，礦粉），水灰比，骨料體積含量，骨料最大粒徑、砂率和細度模數，粗骨料級配等等，其對減少混凝土出現裂縫具有極大的改善作用。

2.2加強設計和構造措施

2.2.1“抗”與“放”原則

“抗”的原則是通過提高混凝土結構的抗拉強度和極限拉伸，來抵抗混凝土干縮和溫度變形，體現在對混凝土構件的配筋進行適當增加，奇斯克列里經驗公式告訴我們，工程中最好“細筋密布”，即在同樣的配筋情況下，盡可能使用直徑較細的鋼筋，使鋼筋的間距密一些。

“放”的原則是通過創造混凝土結構自由變形的條件，來釋放混凝土干縮和溫度變形。該原則體現在留設變形縫上，混凝土結構施工期間和建成后永久保留的變形縫，稱為“伸縮縫”，當前實際施工中，一般都采用“伸縮縫”。

2.2.2優化結構平面布置

①建筑平面宜規則，避免平面形狀突變。②對于連續長度較長的外墻，建筑外墻上可以考慮設置大的落地門窗和八角窗以減小墻端部處溫差應力，避免樓板切角裂縫的產生。③當房屋長度大于60米時，可在房屋中部設置收縮后澆帶，以減小混凝土收縮應力及溫度應力的影響。④對于外露的現澆剛勁混凝土女兒墻、掛板、欄板、檐口等構件，當其水平直線長度超過12米時，可設置伸縮縫，伸縮縫間距≤12m。

2.3混凝土的早期養護

混凝土早期養護的主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到如下效果：一是使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；防止混凝土超冷，應該設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度；防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。二是使水泥水化作用順利進行，使其達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關聯的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求。但由于蒸發等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利的影響。因此，凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應切實重視該時期的養護。

2.4合理使用外加劑

為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。

綜上所述，混凝土裂縫應根據成因采取有效解決辦法，在施工中仍盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量。

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