浅析混凝土裂缝的成因及预防措施

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　　【摘要】混凝土作为当今用量最大的工程材料，虽然具有大量的优点，但仍存在容易出现裂缝的问题。通过梳理混凝土裂缝的类型，并从设计构造、材料、环境、施工、养护及使用等方面入手分析其产生的原因，针对不同原因浅析相应的预防的措施，以减少裂缝的产生。
　　【关键词】混凝土  裂缝  成因  预防措施
　　引言：混凝土是当今世界上用量最大、用途最广泛的工程材料。它在建筑工程中拥有大量其他建材无法替代的优点，但混凝土的开裂缺点十分常见。混凝土的裂缝，会使材料逐渐剥落导致其强度的下降，影响混凝土结构的使用寿命，严重者甚至会引起结构破坏和倒塌。而无论裂缝的修补还是混凝土的返工都将造成大量人、财、物的浪费和混凝土功能的降低。由于我国人多地广，建筑产品需求量巨大，为了保证建筑产品的质量和安全，对建筑施工及设计行业来说，混凝土裂缝的预防是一个不容忽视的环节。
　　一、混凝土裂缝概述
　　（一）相关概念
　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料，是目前我国用量最大的一种建筑材料。由于混凝土是一种非均质的脆性材料，在温度变化、受到荷载以及内部碳化等情况下，其拉应力大于自身抗拉强度，或者拉伸形变超过自身的形变限度时，将会产生裂缝。
　　（二）混凝土裂缝的类型
　　混凝土裂缝类型多，可以按不同条件对其进行分类。以下从4个方面对混凝土的裂缝类型进行分类，以便于分析各类型裂缝的成因，详见表1。
　　（三）混凝土裂缝的危害
　　无论是在建筑物还构筑物中，混凝土出现的裂缝都会造成严重的后果。轻微的表面裂缝虽对结构的力学性能影响不大，但会影响混凝土结构的美觀。如果出现在建筑物的围护结构，将会减弱该建筑的保温隔热性能，或者出现雨水渗透，影响建筑物的使用。严重的裂缝不仅影响混凝土的外观和热工性能，更将影响结构的力学性能，使内部的钢筋等材料出现腐蚀，削弱混凝土的承载能力、耐久性能以及抗渗能力等，对结构的安全造成威胁，出现混凝土脱落或建筑物倒塌，以至于造成人员伤亡和财产损失。
　　混凝土结构出现裂缝所造成的危害主要分为三点：强度减弱、刚性减弱以及抗剪承载力减弱。
　　强度减弱指混凝土出现使钢筋暴露于表面的裂缝，裸露的钢筋易与外界的水和空气等产生氧化反应，从而逐渐锈蚀，使混凝土中配制的钢筋的质量下降，以至于影响建筑物与构筑物的使用寿命。
　　刚性减弱指当混凝土出现裂缝时，裂缝处出现结构不同程度位移的现象。若该类裂缝未采取措施及时修复，便会逐渐变宽，破坏结构的整体性，降低结构的刚性，使该混凝土结构无法承受原设计计算的荷载。
　　抗剪承载力减弱指混凝土出现裂缝时，支撑抗剪的截面面积减小，使结构的抗剪能力下降。随着结构抗剪能力的下降，结构更容易出现新的裂缝，如此恶性发展，严重的破坏结构的抗剪承载能力和完整性。
　　二、混凝土裂缝的成因分析
　　（一）设计与构造方面
　　随着社会的发展，人们对建筑的功能和美观要求越来越高，造成很多建筑外观复杂多变，设计中部分伸缩缝以及后浇带设置存在不合理容易产生裂缝;梁的设计中，追求大跨度或降低成本使混凝土结构的受力截面偏小、楼板偏薄、节点不合理、构件断面突变和开洞留槽引起应力集中，产生应力裂缝;楼板设计时将预埋线管集中布置，使楼板实际结构厚度减薄，造成刚度不足而产生裂缝;部分混凝土结构的钢筋采用简支计算，在支座处没有匹配的负弯矩钢筋;设计中对结构的预应力估计不足，造成锚固端偏心、应力过大等产生应力裂缝;设计中未充分考虑混凝土的收缩变形，采用超标的混凝土，使混凝土抗裂能力下降。
　　在处理混凝土构造时，现浇主梁在搁次梁处如果没有设置附加箍筋或附加吊筋;配筋间距大，配筋率小的混凝土结构开裂较多，无筋混凝土比有筋混凝土开裂情况多;以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
　　（二）材料与环境方面
　　水泥、沙和石等混凝土的原材料质量差是造成混凝土构件产生裂缝的重要原因;另外，混凝土配合比不符合标准，将造成混凝土强度和土坍落度等不达标，也会导致混凝土开裂;部分商品混凝土由于搅拌、运输时间过长，蒸发过多水分，使混凝土塌落度降低，也容易出现裂缝;还有，混凝土内部的碱性离子与某些活性骨料产生化学反应，同时吸收周围水份，并且释放热量，造成混凝土酥松以及膨胀开裂;含有钢筋的混凝土还会受二氧化碳、氯离子和硫酸盐等侵蚀，使钢筋产生锈蚀，导致混凝土沿钢筋轴向出现裂缝。
　　环境温度和相对湿度等外部环境因素也是混凝土出现裂缝的原因。大部分混凝土在空气中硬结，当湿度发生变化时，体积将收缩，从而形成干缩裂缝;如果环境温度频繁变化，混凝土承受大量温度应力，也将产生裂痕。
　　（三）施工与养护方面
　　施工中漏振、振捣不密实是混凝土产生裂缝的重要原因;混凝土过振使混凝土中的水泥与骨料上下分离，内部不均匀，从而产生干缩裂缝;若混凝土浇筑过快，其流动性降低，硬化后沉降过大，易在浇筑后快速出现裂缝;为赶工期拆模过早，或拆模时对未完全硬化的部位产生过大震动，也容易出现裂缝;当混凝土采取分层和分段浇筑时，新旧混凝土和施工缝之间易出现裂缝。
　　若养护初期时混凝土急剧干燥，其与大气接触的表面常出现不规则的干缩裂缝;另外养护期间，施工队为赶工期，没有达到养护时间就大量地往混凝土结构上放建材或者上人操作时间过早，结构承受过多荷载将容易产生裂缝。
　　（四）使用及其他方面
　　在使用过程中，地基的不均匀沉降与混凝土的拉应力、剪应力共同作用下出现沉陷裂缝。另外，我国是地震多发国，混凝土构件受到地震荷载使，将会出现不同程度的破坏，出现大量裂缝，这类裂缝复杂，出现部位多，大多不可修复。如果使用期间混凝土构件承受重物冲击或过大荷载，也会产生相应的裂缝。还有，很多建筑使用后，会面临改造的需求，如果对原结构情况不了解，改造时可能产生新的裂缝。 　　三、混凝土裂缝的预防措施
　　（一）设计与构造方面
　　在建筑设计中应尽量使外观规则，在外观上变化较大的地方，其配筋应适当加强。当设计的混凝土构件中的预埋线管较多时，可适当将构件加厚，用钢筋网拉结保护，并适当将管线分散布置。对于受温湿度变化的影响大的部位，应采用多向配筋，增强拉结作用。在选择配筋时，宜采用热轧带肋钢筋，增强钢筋与混凝土抓握能力。另外，当混凝土构件整体长度过长或变化复杂时，应按相关规范设置伸缩缝和后浇带。
　　（二）材料与环境方面
　　在选用混凝土原料时，应使用相对应的合格产品，不要使用过期的水泥，以造成混凝土不达标而出现裂缝。按照需求采用相应的配合比添加原料，避免碱性原料过多产生大量水化热。控制骨料的温度，避免过高温差形成温度缝。按使用要求在混凝土中掺加引气剂、缓凝剂、矿物掺合料和纤维等，能够减小内部的密度差，使混凝土密度均匀，提高混凝土的流动性，并增加粘度，从而减少裂缝的产生。另外，尽量避免在严寒或干燥的环境下配制配制混凝土，否则容易形成干缩裂缝。
　　（三）施工与养护方面
　　在对于垂直结构的混凝土分层浇筑时，应控制其浇筑速度，且根据浇筑的现状及时加固模板，防止裂缝的产生。浇捣时，要控制振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除混凝土内部的水分和气泡，减少塑性裂缝和干缩裂缝的产生。混凝土浇筑后，在混凝土強度未达到拆模强度要求的前提下，不能过早拆除支撑底模板，使混凝土结构过早承受荷载，导致混凝土在受拉部位出现应力裂缝。
　　对混凝土的养护不能只是浇水，应根据不同的结构形式和环境采取不同的养护方法。常温施工的普通混凝土结构一般采取保湿养护，而严寒条件下施工的混凝土则应采取保温养护。将混凝土表面覆盖薄膜或湿麻袋等进行养护，以防止内外温差过大而引起的温度裂缝。另外养护期间，不能承受过多荷载，应等混凝土硬化后达到相应的承载能力后再进行下一步的施工。
　　（四）其他方面
　　周边工程建设时应考虑原有建筑的情况，不破坏原有建筑地基，减少地基不均匀沉降出现沉陷裂缝。在使用期间避免混凝土构件承受重物冲击或过大荷载，而产生相应的裂缝。旧建筑在改造时，应充分了解原结构情况，进行相应的结构设计，避免改造时产生新的裂缝。
　　四、结语
　　综上可知，导致混凝土产生裂缝的原因有很多，裂缝的类型也多种多样。要有效控制混凝土裂缝，就要充分了解混凝土裂缝产生的原因。从设计和构造，材料与环境，施工到养护，以及后期的使用等多方面进行分析，针对各种原因采取适当的措施，预防混凝土裂缝的产生，并减少因为混凝土裂缝带来的人身和财产损失。
　　参考文献：
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