浅谈混凝土结构裂缝

浅谈混凝土结构裂缝
1、前言
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。

由于混凝土设计、施工和本身变形、约束等一系列问题，在硬化成型的过程中容易产生裂缝。

部分裂缝只是影响结构的外观，为无害裂缝。

但是有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，危害结构的正常使用，必须加以控制。

2、工程中常见裂缝及成因。

混凝土结构裂缝产生的原因很复杂，据其产生的具体原因可以概括分类如下：
2.1与结构设计及受力荷载有关的：
超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用；地震、台风作用等；构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当；结构物的沉降差异；次应力作用；对温度应力和混凝土收缩应力估计不足。

2.2与使用及环境条件有关的：
环境温度、湿度的变化；结构构件各区域温度的变化；冻融、冻胀；内部钢筋锈蚀；火灾或表明遭受高温；酸、碱、盐类的化学作用；冲击、振动影响、使用中短期或长期超载。

2.3与材料性质和配合比有关的：
水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高）；水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过高）；水泥的水化热；骨料含量过大、骨料级配不良、使用了碱活性骨料或风化岩石、混凝土收缩、混凝土配合比不当（水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等）；选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当；外加剂、硅灰等掺合料量过大。

2.4与施工有关的：
拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长；泵送时增加了用水量、水泥用量；浇筑顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密）；捣实不良，塌落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土表明强度过低就进行下一道工序；连续浇筑间隔时间过长，接茬处理不当；硬化前遭受扰动或承受荷载；养护措施不当或养护不及时；养护初期遭受急剧干燥
（日晒、大风）或冻害；混凝土表面抹压不及时；大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大。

3.防治措施。

3.1设计控制。

(1)从我国现行《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）的裂缝最大宽度计算公式（8.1.2－1～4）可以看出，对受力引起的裂缝控制手段，最重要的是减小钢筋的拉应力或增大配筋面积。

而采用直径较小且具有高粘结性能的钢筋也有利于裂缝控制。

具有较高抗拉强度的混凝土构件其抗裂性能也较高。

钢筋配置间距过大也会增大裂缝最大宽度。

(2) 注意构造钢筋的直径和数量的选择，同时注意改进防裂钢筋的构造，对预埋管线、预留孔洞等做好防裂构造措施。

(3)把握好设计中的‘抗’与‘放’的原则。

所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

设计不仅要考虑承载力问题，更重要的是考虑变形作用问题（温度变化、收缩作用及地基变形问题）施工期间所受的温差和湿差最大，可以采用“先放后抗”的设计原则。

根据建筑的平面布置，减少约束度，如岩石基础或老混凝土基础应设置滑动层，任何柔性防水层都可兼作滑动层，合理的设置后浇带。

或者是采用“抗放兼施的”以抗为主的措施，采取“跳仓法”。

(4)积极采用补偿收缩混凝土技术。

在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。

要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。

大面积混凝土中可掺纤维
3.2.施工材料控制。

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成，配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

(1)加强原材料管理，混凝土材料的变异将影响混凝土强度。

因此收料人员应严把质量关，不允许不合格品进场，另外与原材料不符应及时汇报，采取相应措施，以保证混凝土质量。

(2)选用收缩量较小的水泥。

采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥用量的办法，如选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，可有效减少混凝土收缩引起的裂缝。

(3)混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝
土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用。

(4)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。

(5)骨料品种。

骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。

另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

(6)合理使用减水防裂剂。

水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

3.3施工工艺控制
(1)做好混凝土浇捣工作。

混凝土现场浇捣时，振捣捧要要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水和气泡。

(2)注意混凝土的早期养护。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果：一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

混凝土浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

(3)严禁现浇板上过早上人、堆料、施荷加载。

因混凝土浇筑后要有一个硬化过程，才会有强度；在这个过程中，应对混凝土加以保养，不能对混凝土施加任何外力。

如果在混凝土尚未有一定强度的情况下，在其上面集中堆放建筑材料或支模立撑，这样带给现浇板的不是强度，而是更多的裂缝。

因此，必须做到在混凝土强度达1.2N/mm2以后，才允许在其上踩踏或安装模板及支架。

(4)严格控制板面负筋保护层厚度。

现浇板负筋按设计要求都放在板上面，有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。

钢筋绑扎施工，必须采取有效的措施固定负筋的位置，确保负筋在混凝土浇筑过程中不移位，不下沉，从而有效控制负筋保护层的厚度，不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。

(5)严格控制好砂、石粒径及含泥量。

现浇板应选用中粗砂，粒径在0.25-0.5mm之间的石子，砂石含泥量均不得超过1％。

如砂、石粒径过细过小，含泥量过大，都会降低混凝土强度，最终会使混凝土产生裂缝。

(6)在板四角配置一定数量的角筋，即辐射筋。

针对现浇板裂缝多发生在板角这一现象，在板角四周增设长度为1800mm左右的辐射筋，以此来满足板角应力的需要，使现浇板产生裂缝的应力作用范围与辐射筋相一致，从而有效地改观和控制裂缝的产生。

(7)对不均匀沉降引起的裂缝预防：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。

二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。

三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。

四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。

五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

3.4科学管理
(1)应当确定科学的控制裂缝标准，合理的选择施工进度，避免在混凝土施工中过分抢工期。

(2)监督混凝土施工中制定的各项技术措施，严格执行。

(3)注意施工的季节、环境的温度湿度及气象变化，严格控制现场塌落度、防风、尽可能在较低温度环境中开盘浇筑。

暴雨中不能浇灌混凝土。

4.结束语
由于钢筋混凝土结构裂缝的控制问题涉及面广而且复杂，随着我国混凝土工程实践经验的不断积累和建筑技术的不断进步，本文的内容应该进一步得到完善和补充，希望同行们不断努力，共勉！。