試分析混凝土裂縫產生的原因

江淑輝

摘要：混凝土裂縫原因復雜而繁多，多種因素相互影響。混凝土裂縫在施工中是一項質量通病，應引起足夠的重視。本文從多個方面闡述了產生混凝土裂縫的原因。

關鍵詞：混凝土，裂縫，原因

在工程施工過程中，混凝土裂縫經常出現。混凝土裂縫產生的原因是多方面的，也是復雜繁多的。其中比較常見的原因有以下八種。

（一）混凝土材料質量引起的裂縫

混凝土建筑材料是由水泥、砂、石等原料，通過一定比例摻配形成的，它們質量的好壞直接影響混凝土的質量導致混凝土結構出現裂縫。導致混凝土質量出現問題的原因有：首先是水泥原料中的游離氧化鈣含量超標而影響水泥的安定性，導致水泥質量不合格;其次是水泥本身的強度不夠，或者是在保存運輸過程中發生受潮或過期的問題降低了水泥的強度，從而使得摻配后的混凝土強度不足引起裂縫發生;最后是所選用的砂石粒徑太小或級配不良，使得砂石的空隙率較大，這就直接導致了水泥和水的比例增大，從而引起混凝土自身的收縮性增大，降低了混凝土的強度，因此砂石的粒徑要選用符合施工標準的大小，不宜過大或過小，這樣才能保證混凝土材料的質量，減少裂縫出現的幾率。

（二）荷載引起的裂縫

荷載裂縫指的是混凝土在常規靜、動荷載及次應力作用下所產生的裂縫，主要分為直接應力裂縫、次應力裂縫兩種類型。在結構設計階段：設計者對計算模型設置不合理，所設定的結構受力假設與實際受力數據不符，出現荷載少算或漏算現象都會影響混凝土的荷載實力;內力與配筋計算出現偏差或混凝土的結構安全系數不足也是引起荷載裂縫的原因;混凝土的截面結構設計不足影響到具體施工的可行性，由此而產生施工工藝質量問題，導致荷載裂縫出現;當然，鋼筋設計偏少或布置錯誤會導致結構剛度不夠進而產生荷載裂縫。在施工階段：在混凝土上不加限制地堆放施工機具、材料影響其風干進程而造成裂縫;或是因施工人員缺少對預制結構受力特點的了解而進行不合標準的安裝運輸以及翻身起吊作業引起裂縫產生;此外，施工人員不嚴格按照設計圖紙施工而造成施工順序以及結構受力模式發生改變也會使混凝土形成荷載裂縫;同時未對結構作疲勞強度驗算就投入使用也容易造成荷載裂縫。

（三）沉陷引起的裂縫

施工地基的土質情況以及回填土施工情況都會導致沉陷裂縫產生。例如施工地基土質不勻或松軟，回填土不實或發生浸水情況都會造成地基不均勻而發生沉降;其次，模板的剛度不足、支撐間距過大或支撐底部出現松動現象，特別是在冬季，很容易發生凍土化凍后模板支撐出現不均勻沉降而導致混凝土產生裂縫。該裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直呈30°～ 45°角方向發展，較大的沉陷裂縫，會有一定的錯位，裂縫寬度與沉降量成正比。

（四）凍脹引起的裂縫

零度以下，混凝土因為吸水飽和而使得游離水變成冰，因而造成體積膨脹產生了膨脹應力，降低了混凝土強度而產生裂縫。此外，如果混凝土的骨料空隙率大則會增強其吸水性，或是骨料中的泥土雜質含量過多、水灰比偏大以及振搗不密實、養護不到位等都容易使混凝土發生冰凍情況，造成凍脹裂縫。

（五） 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質量不好或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋與周圍混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫。

（六）收縮引起的裂縫

在工程中，混凝土的收縮裂縫通常有塑性收縮和縮水收縮（干縮），以及自身收縮和碳化收縮。因為混凝土表層水分損失快，其內部水分的蒸發速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面產生毛細管張力，混凝土自身收縮所產生的拉應力大于混凝土本身的抗拉強度而產生裂縫。收縮現象導致的裂縫是不規則斜裂縫，在配筋率大的部分會使混凝土收縮比較明顯，表面容易產生龜裂裂縫，出現在混凝土成型數周或數月之間。

（七）溫度變化引起的裂縫

溫度變化指的是外部自然環境溫度和混凝土內部結構溫度兩方面，因為混凝土自身具有熱脹冷縮的性質，當溫度發生變化時，混凝土就會發生變形，其在變形受阻時會在結構內產生應力，當該應力超過混凝土抗拉強度時便會形成溫度裂縫。溫度裂縫的特點是表面裂縫與深層裂縫形狀差別大，前者無規律性，后者有規律性。裂縫寬度大小因溫度變化的影響而熱細冷寬。表面溫度裂縫常出現的時間早，深層和貫穿裂縫出現時間晚。

1）表面溫度裂縫多由溫差較大引起的。大體積混凝土（厚度超過2 m）澆筑之后因水泥水化放熱，使內部溫度升高而出現較大的內外溫差，導致表面出現裂縫。在冬季施工時，過早去掉保溫層，或受寒潮襲擊，都導致混凝土因早期強度低而產生裂縫。另外當預制構件采用蒸汽養護時，由于降溫過快或構件急于出池，急速揭蓋，均使混凝土表面收縮，產生裂縫。

2）深層貫穿裂縫多受外界的影響而引起。如現澆橋臺混凝土或大體積剛性擴大基礎，澆筑在堅硬的地基上，未采取隔離等約束措施。在混凝土澆筑時，其結構內部溫度很高，但在其冷卻收縮時，全部或部分受到地基或其他外部結構的影響，在混凝土內部出現很大拉應力，進而產生降溫收縮裂縫。

（八）施工工藝引起的裂縫

在混凝土澆筑、制作、運輸以及安裝整個流程中，由于施工工藝不合理、施工質量差會造成混凝土形成各種裂縫。裂縫產生的原因不同會導致裂縫的位置、方向以及寬度出現差異。主要可分為以下幾類：（1）混凝土保護層過厚，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚而造成構件的有效高度減小所產生的與受力鋼筋垂直方向的裂縫。（2）混凝土振搗不密實、不均勻導致蜂窩、麻面、空洞現象出現而產生的裂縫。（3）混凝土澆筑過快或流動性差，?導致其在硬化前沉實不足，?硬化后沉實過大而造成澆筑后發生塑性收縮裂縫。（4）混凝土攪拌、運輸時間過長使水分蒸發過多而造成混凝土坍落度過低，使得在混凝土出現不規則的收縮裂縫。（5）在混凝土初期養護因急劇干燥使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。（6）在混凝土攪拌時水灰比偏大導致水與水泥用量過多，從而導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，引起混凝土表面出現裂縫。（7）混凝土分層或分段澆筑時，?接頭部位處理不好，?會在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。

參考文獻：

[1]馮英杰、王曉琴，從結構外觀分析混凝土裂縫產生的原因[J]，山西建筑，2016年9月.