浅谈混凝土结构裂缝的成因及预防

于滑　王雅

【摘 要】近年来，由于混凝土的广泛应用，构筑物的强度、刚度、整体性和结构安全性均有很大提高，一些传统的建筑材料逐步被混凝土所取代，当然也随之出现了一些诸如裂缝、蜂窝麻面等质量通病。混凝土结构开裂现象一直威胁着建筑物的防水性、承载力和使用寿命。混凝土结构裂缝是极其普遍存在但又很难解决的工程实际问题，本文对混凝土工程中常见的一些开裂问题进行了简单的探讨分析，并针对某些典型情况提出了一些预防、处理措施。

【关键词】混凝土；裂缝；成因；预防措施

由于混凝土自身的材料特性如本身变形、养护等一系列问题及多种施工工艺的复杂影响，尽管应用精细的材料、合理的构造设计、谨慎的施工，混凝土中不可避免的存在许多肉眼可见或不可见的裂纹、孔隙和气泡，即混凝土结构的开裂实际上是无法完全杜绝的。本文所说的裂缝主要是宏观裂缝，不包括微观裂缝。即使是小裂缝，由于后期结构承载情况及环境变化引起的体积变形等持续发展，就会使裂缝数量增多，面积、深度增大，不加控制逐渐演变成大裂缝，使结构内部钢筋等材料被氧化腐蚀，降低构件的承载能力、抗渗能力和耐久性。不同裂缝对构筑物的危害程度也不同。有的只是微小的无害裂缝，只损坏外观形象，但也引起使用者对工程质量的怀疑，引起心理上的恐惧；但有的就对结构的安全可靠性，耐久性及正常使用功能造成不同程度的影响，甚至危及用户的人身安全。所以，在裂缝出现的前期或早期，进行适当有效的预防和修复是必要的，可以避免一些严重危害性后果，减少能源和经济损失。

1.混凝土裂缝的成因

产生裂缝的原因有多种，如塑性收缩、自收缩、干燥收缩、温度收缩、碳化收缩和冻融循环等，混凝土生命周期各阶段导致裂缝的主因也不尽相同。究其结构设计方面主要因构建承载力不足，地基不均匀沉降和材料性能不能充分发挥等原因；而存在于施工工艺中的主要因素是原材料选用不当，混凝土的配合比不合理及施工操作不当；另外，混凝土的后期养护也是比较重要的，由于温差和湿热变化而导致混凝土开裂也是比较常见的。具体原因可简单分为以下几类：

（1）干缩裂缝：主要由于水泥浆体中水分的丧失而造成。因水分变化而引起体积变化，进而在混凝土内部产生应力集中，当其超过混凝土抗拉强度时，就会开裂。这种开裂现象可通过增加骨料、减少拌合水用量、加大配筋率、减少或清除构件与基层间的约束力等措施有效减少其发生。

（2）沉降裂缝：触及混凝土在经过浇筑、振捣、整面形成塑性混凝土的过程中，还可能局部受到钢筋、模板和已浇筑完的混凝土的禁锢，造成触面处出现空洞或裂缝。所以减小混凝土坍落度、加大钢筋保护层厚度、充分振捣、合理的模板设计及浇筑时间等措施可减少沉降缝的产生。

（3）温差裂缝：混凝土体积由于内部温度升高产生膨胀和表面由于水分蒸发流失的收缩变化导致不同使混凝土开裂。可采取的措施有减小混凝土内层温度峰值、延缓外层混凝土冷却时间、增加混凝土自身的应变强度等。

（4）化学反应裂缝：由混凝土自身或混凝土固化后接触到的物质所发生的有害的化学反应造成。所以只要避免或减少反应物质的存在或阻隔反应的发生，就可有效避免裂缝产生。但是这种反应一旦发生很难避免混凝土不被侵害。

（5）收缩裂缝：当混凝土内水分快速流失时极易发生。裂缝主要因混凝土的不均匀体积变化引起，所以减少表层与内层混凝土间体积的相对变化量以阻止由于气温高或干风引起的表层水分快速流失。

还有因风化、钢筋锈蚀等环境因素引起的裂缝。当然因施工中受限荷载或设计不当产生的裂缝也极为严重。有的裂缝则是同时有多种作用产生的，实际工程中应考虑多种因素，以消除不良影响。

2.混凝土结构裂缝预防措施

通过以上的认识和了解，我们知道大部分的工程裂缝是可以通过一系列的设计施工手段来预防的。

（1）对于塑性收缩裂缝：首先，应从材料设计方面来预防，这就要求我们的材料设计人员采取适当的措施。比如：在混凝土中掺加适量的纤维而尽量不掺加硅灰，降低水泥用量，并选用含泥量较低的细集料。在温度较低时，掺加一定量促凝剂，尽量减少混凝土单位立方米用水量。其次，在结构方面，我们的施工人员应在场地旁建造一座挡风墙以抵御大风的威胁。在日晒强烈地区，若温度较高，可设置临时遮阳蓬等物。特别需要注意的是我们的施工人员，应严格遵照设计者的意图来设置这些遮蔽物并按施工要求施工：对混凝土进行浇筑前不能随意加水且要对其再次搅拌，并用水浸湿底板和模板甚至钢筋，但也不能出现明水。应间歇性的喷撒汽雾在混凝土表面，以阻止过多的水分在表面蒸发，而且在抹面时应注意其时间及抹面方法等。

（2）相应的沉降裂缝也需尽量减少水泥用量和用水量，其塌落度不宜太大。对联体结构，不宜采用两部分一起浇筑，若要进行一次性浇筑，则选用用水量少、保水性和粘聚性好的混凝土最佳，当然也可采用分层浇筑的方法。最有效的措施是在容易出现沉降裂缝的地方，预先设置一条伸缩缝。

（3）相对来说温度裂缝较容易出现，水泥品种应选择中热水泥更甚至低热水泥。尽量减少水泥用量以避免大量的水泥水化放热。掺加一定量的活性搀和料和缓凝行减水剂来延长其内部温峰出现的时间。对干混凝土的设计强度应加大，大体积混凝土应设置适当的伸缩缝。在施工时，应控制混凝土料的入模温度，通过减少集料受日晒时间和冷水搅拌等措施。掌握好浇筑混凝土的时间也是十分必要的，尽量避免在温差较大的时候浇筑。当然应及时测温并实施保温。

（4）对于由风化作用而产生的裂缝，比较有效的是降低混凝土的水灰比和总的含水量，减少水分积累，充分养护来提高其抗冻融能力来抵御风化。

（5）提高混凝土的抗渗性可以预防钢筋锈蚀。在一些特殊的环境中，可在钢筋表面涂上防锈层或黏贴防渗膜等来预防。当然，加大钢筋的保护层也是一种比较直接有效的方法。

同时我们应该注意在满足使用要求的前提下结构设计的应力求简单，实用。应根据不同的地势结合实际情况采用合理的方法提前预防，务必达到经济合理，实用性强，效果突出的要求。

随着混凝土的大规模应用，混凝土裂缝已成为工程建设中的通病，如何防治裂缝已成为一个刻不容缓的技术问题。在其结构设计施工中应尽可能采取有效的技术措施，从材料和施工方面加强控制。一旦裂缝出现，应针对其成因及具体实际情况，根据预防为主的原则，完善施工措施等方面的管理，尽量减少裂缝数量和宽度，以确保安全。 [科]

【参考文献】

[1]徐至钧等.混凝土结构裂缝预防与修复.北京：机械工业出版社，2010，11.

[2]彭立海等.大体积混凝土温控与防裂.郑州：黄河水利出版社，2005，11.

[3]惠云玲.工程结构裂缝诊治技术与工程实例.北京：中国建材工业出版社，2007，7.