建筑混凝土结构产生裂缝的原因及其控制措施

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摘 要：钢筋混凝土结构是一种耐久性较好的结构体系，但是由于混凝土的均质性较差，抗拉强度较低，又有膨胀收缩、徐变等特性，加之施工过程控制不严、设计考虑不周、使用不当等原因，致使混凝土结构出现不同程度的裂缝，给结构造成一定的损伤。文中对混凝土裂缝成因及控制措施加以分析总结，以便在施工过程中更好的对裂缝加以认识、控制和预防。

关键词：混凝土；裂缝；控制

混凝土在荷载的作用下裂缝不断扩展，将会使结构破坏，特别是受压区的较大裂缝、贯穿裂缝会明显降低结构的承载能力，最后导致结构破坏。对有抗渗、抗冻要求的混凝土，裂缝还影响着混凝土的抗渗和抗冻性能。特别是在干湿交替变化的条件下，CO2和水分从裂缝进入到混凝土内部，混凝土碳化失去碱性，导致钢筋锈蚀，进而降低结构的承载力，使建筑物损坏。

一 混凝土裂缝日益增多的原因

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了工程中最常见的病害。

1.混凝土结构的改变。目前预制混凝土结构用的越来越少，现浇结构大量使用，其变形全部在现场完成，产生裂缝难以避免。随着高层建筑和大型设施的出现，更多地使用超长、超厚以及超静定结构，而且随着混凝土强度等级的提高，结构体积的加大，其刚度也大大增加，裂缝问题也在增加。

2.水泥性能的改变。新的水泥标准提高了水泥强度，配料上增加了硅酸三钙和铝酸三钙的比例，同时提高了水泥粉磨细度，这些措施也同时提高了水泥的水化热以及收缩率，使混凝土容易产生温度和收缩裂缝。

3.矿物掺料以及外加剂的广泛使用。掺料及外加剂品种的增加使混凝土的性能有了比较大的改善，但是随之而来的是使用不当而带来产生裂缝的后果。

4.施工工艺的改变。虽然使用大流动性的混凝土加快了施工进度，减轻了劳动强度，但是其用水量、胶凝材料用量和砂率将随之提高，从而增加了混凝土开裂的机会。

5.结构设计中只重视极限承载力状态而忽略正常使用极限状态，忽略了构造设计和构造配筋的作用。

二 预防裂缝的几点措施

混凝土裂缝有表面裂缝、贯穿裂缝和深层裂缝三种。由于裂缝的存在和发展会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的使用寿命。因此，要采取措施，控制混凝土结构裂缝的出现。

1.材料方面

搅拌站应该加强原材料质量检测和控制，进一步优化混凝土配比，提高混凝土抗裂能力，以确保混凝土本身的质量稳定。

（1）水泥品种的选择。优先选用低水化热、低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。

（2）粗、细骨料的选用。首先，粗骨料应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的硬质岩石、碎石，细骨料宜采用含泥量低的中粗砂。砂率不宜过高，否则，细骨料多，粗骨料少，增加收缩，对抗裂不利。其次，砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。

（3）外加剂的使用。在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以增加混凝土的密实度，改善混凝土的工作度和施工性能，减少混凝土的泌水和离析现象，减少收缩。还可以掺入减水剂，降低水灰比，减少水泥浆量，提高混凝土的可泵性。膨胀剂可使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。

（4）控制混凝土的坍落度。在满足泵送的前提下，要减少混凝土坍落度。坍落度大时会使表面钢筋下部产生水分，或表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。

2. 施工方面

施工时应该重视施工质量和加强质量管理，特别是要重视混凝土振捣、养护工作，保证模板的牢固、钢筋保护层的准确等。严格按照设计图纸进行施工，特别是要保证钢筋位置和数量。

（1）加强混凝土的养护。养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。刚浇筑不久的混凝土，尚处在凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的温度和潮湿条件可以减小混凝土表面的热扩散，防止混凝土脱水而产生干缩等表面裂缝；还可以使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土的极限拉伸和抗拉强度，使早期抗拉能力增长很快，防止产生贯穿性裂缝。

（2）优化混凝土的施工过程。混凝土的抗拉强度小是混凝土容易开裂的内在因素。普通混凝土极限抗拉强度离散性很大，因此，混凝土浇灌时，搅拌车在卸料前，应高速运转一分钟，以确保混凝土均匀密实，减少开裂的发生。

泵送混凝土坍落度大，易在表层产生细小裂缝，为防止这种裂缝，宜在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。但是，二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果；过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，消除不了混凝土表面已出现的裂缝。

在浇筑混凝土过程中，应严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑。禁止闲散人员在钢筋上部停留或无序走动，以减少对钢筋网的踩踏。

正确规定拆模时间，如过早拆模，混凝土表面温度较低，内部因水泥水化热温度很高，形成很陡的温度梯度，会产生很大的拉应力，极易形成裂缝。

3.设计方面

从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

三 结语

混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京：化学工业出版社，2007.