混凝土结构裂缝的成因与控制！

[摘要]文章讨论了混凝土结构裂缝的产生原因，通过分析，提出了有效的预防控制措施。

前言

近年来，商品混凝土应用技术迅猛发展，与此同时，商品混凝土在建筑施工工程中也浮现出一系列的质量问题，毋庸置疑，混凝土的裂缝问题是比较突显的，这类问题不单单是我国特有的技术问题，而是国际上混凝土工程的共性难题，是目前不可消除的一种质量通病，这种情况既困扰着施工单位，又给混凝土生产企业带来一系列的麻烦，混凝土裂缝的产生会严重影响混凝土的耐久性，影响混凝土结构的使用寿命，甚至发生结构破坏，给人民的、经济造成巨大的威胁，因此，通过对混凝土结构裂缝成因的分析，采用合理的方法，寻求有效的控制措施就显得很有必要。

正文

1 混凝土裂缝种类及成因【1】

1.1塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是指混凝土在初凝前由于水分蒸发，混凝土内部水分不断向表面迁移，表面因失水较快而产生的收缩裂缝。

塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构表面出现，其形状不规则，表现多为裂缝较浅，中间宽，两端细且长短不一，互不连贯，一般长20-30cm，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm。此种塑性收缩裂缝在混凝土初凝前及时抹压或二次振捣可以愈合，如不及时处理并蓄水养护，可发展为贯通性有害裂缝。

1.2 塑性沉降裂缝（沉降收缩裂缝）

在新拌混凝土中，骨料颗粒悬浮在一定稠度的胶结材浆体中，由于普通混凝土的浆体密度小于骨料，因而骨料在浆体中有下沉的趋势，混凝土在浇筑后发生的不均匀沉落，使骨料下沉，浆体上浮，当沉降受到水平钢筋或侧面模板的摩擦阻力或预埋件的阻挡时，就会与周围的混凝土形成沉降差，使混凝土因剪切而在混凝土顶部形成塑性沉降裂缝，此外，混凝土表面形成的浮浆层也会因泌水而开裂。这种裂缝主要沿主筋或箍筋通常方向分布，中间宽两端窄。混凝土坍落度越大，越易发生塑性沉降裂缝。

1.3 水化收缩及自生干缩裂缝

水泥在水化反应过程中，水化产物的绝对体积同水化前的水泥与水的体积之和相比有减少的现象成为水化收缩。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩，收缩量的大小取决于水化产物中化学结合水量的多少。初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成孔隙，在水泥继续水化的过程中不断消耗水分导致毛细孔中的自由水减少，湿度降低，在外部养护水供应不充分的情况下，混凝土内部产生自干燥现象。由自干燥作用导致毛细孔内产生负压，引起混凝土内自干燥收缩。对于常态混凝土，其水胶比较高，混凝土内有较充裕的水分，在养护较好的情况下毛细管中很少出现缺水干燥现象，因而很少发生自生干燥收缩。对于水胶比低的混凝土，应在初凝时水泥石结构未达到很密实的情况下及时进行饱水养护，否则极易产生混凝土自内而外的自生干缩裂缝。

1.4 干缩裂缝

混凝土工程在硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生由表及里的干燥收缩裂缝。干燥收缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。裂缝为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05-0.2mm之间，较薄的梁、板类构件，多沿短向分布，整体性结构多发生在结构变截面处。平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见。干缩裂缝在潮湿条件下可以逐渐愈合，因此在产生收缩裂缝的早期就要引起注意，采取相应的措施，防止其发展成严重的贯穿整个构件截面的危害裂缝。

1.5 温差裂缝

温差裂缝产生的主要原因是由温差造成的。当外部温度或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生形变，若变形受到约束，结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时将产生温差裂缝，经验表明：在无风天气，混凝土表明温度与环境气温之差大于25℃时，即出现肉眼可见的温差裂缝。通常情况下，温度应力主要有以下几种形成方式：

（1）水泥水化放热产生温度应力，此外，由于混凝土弹性模量的急剧变化也会在其内部形成残余应力；

（2）水化放热基本结束后，由于混凝土的冷却以及外界气温变化引起的温度应力；

（3）由于突发降水，冷空气侵袭或日落等导致混凝土结构外表面温度突然下降，内部温度下降相对较慢而产生的温度应力。

在混凝土养护期间，温差裂缝一般较浅细，危害性也不大，但随时间的推移而继续扩大，严重时将发展成较深的贯穿性的裂缝，严重影响混凝土的整体结构性能。

1.6 化学反应引起的裂缝

化学反应引起的裂缝主要有碱-骨料反应引起的裂缝，钢筋锈蚀膨胀导致的裂缝，砂、石中的硫酸盐含量超标（或硫酸盐环境）或方镁石导致的膨胀裂缝（钙矾石、水镁石的生成引起的）。

1.7 冻融裂缝

水受冻结冰时体积会膨胀，约9%，混凝土受冻融干湿反复作用的部位会产生网状裂缝并由表及里逐渐剥蚀。

1.8 施工、浇筑工艺不当导致的裂缝

结构地基不均，松动，模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动，浇筑斜坡上的混凝土时，混凝土坍落度太大导致的下流等都会引起混凝土裂缝产生。

墙体等垂直结构分层浇筑时，如浇筑速度太快，下层混凝土在硬化初期可能发生沉降，产生横向裂缝。如两层间浇筑相距时间太长，则会产生冷缝；当浇筑梁、柱交界部位则会产生沉降裂缝；滑模工艺时间不当，可能将混凝土拉裂。

混凝土浇筑后，在强度和弹性模量都不很高的情况下，过早的施加超过混凝土承载能力的施工荷载，或在混凝土强度未达到设计要求时就过早拆除支撑底模板，使混凝土结构过早承受荷载，会导致混凝土在受拉区产生不可愈合的裂缝。

2 控制措施【2】

2.1 原材料

（1）水泥

水泥的C3A含量高、含碱量高、水泥细度过大都会使混凝土拌合物的需水量变大，早期水化快，早期水化热集中，导致发生早期水化收缩加重，另外控制水泥温度，水泥温度过高，会使混凝土拌合物温度升高，从而易产生塑性收缩裂缝。

水泥的选择：含碱（Na2O、K2O）量低、硫酸盐含量（相对于铝酸盐而言）高、颗粒细度较粗、安定性良好的水泥。

（2）骨料

首选非碱活性骨料，在骨料选择时应注意骨料品质的控制：选用级配良好、空隙率较小的粗骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。细骨料不能使用细砂，应优先选择洁净、级配良好的中砂，含泥量严格控制在规范要求以内。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。

（3）外加剂

掺用的外加剂应按相应国家标准或行业标准进行试验，检测其与水泥的适应性，并通过试验确定外加剂的合理掺量。

2.2 混凝土配合比设计

配合比进行优化设计，设计时水泥强度等级或品种合理选用，适量掺用矿物掺合料减少水泥用量，在允许范围内尽量降低浆体体积，选用较小的水胶比，选用合理的砂率，并保证混凝土拌合物无离析、泌水。对于抗裂防渗要求较高的高性能混凝土结构中，合理掺用膨胀剂、聚丙烯纤维等。

2.3 施工方面【3】

施工方要防止施工人员在混凝土罐车中随意加水，加外加剂以改变了混凝土的原有配合比，防止混凝土施工过程中因从过高的地方滑下，混凝土拌合物的过振和局部过振，造成混凝土拌合物的离析、泌水引起的开裂。混凝土浇筑后应进行及时有效的养护并合理时间拆模承压。

结束语

混凝土是一种多组分材料，混凝土裂缝的质量把控要从原材的控制、配合比设计、施工工艺和设计、养护等各个方面入手，加上混凝土生产企业和施工方的及时沟通，才能实现这一混凝土弊病的最大弱化。