混凝土裂缝的危害及成因分析

混凝土裂缝的危害及成因分析

摘要混凝土作为现在建筑重要的材料之一，因其较差的抗拉能力，导致其容易开裂。混凝土开裂不但会造成结构耐久性差，还会造成结构刚度和强度的降低，从而影响其使用。混凝土开裂的原因有很多种，甚至不是一种原因造成的。本文着重对混凝土开裂的成因进行了分析。

关键词混凝土裂缝；危害；开裂成因

1概述

随着建筑业的发展，混凝土以其优良的品质和低廉的成本，越来越多的应用到土木工程中。同样，由于混凝土抗拉和抗剪能力较差，导致混凝土容易开裂，从而影响混凝土结构的正常使用。因此，为了更好的利用混凝土，防治混凝土开裂成为至关重要的课题。混凝土开裂的原因，为更好的防治混凝土开裂，提供了相应的依据。

2混凝土开裂的危害

混凝土作为建筑结构的主要构件，混凝土的破坏，就意味着结构的破坏。而在土木工程中，混凝土的破坏对结构的危害，主要表现在如下三个方面：

1）开裂影响结构承载力。混凝土构件一旦开裂，就会使得受拉区混凝土退出工作而由钢筋承拉，同时混凝土开裂后就会降低其刚度和抗剪强度，进而降低其承载能力，影响其正常使用。2）开裂影响耐久性。当混凝土裂缝不是很宽时，本质上并不会影响其结构的承载力和正常使用。但是开裂会导致混凝土渗透性增强，导致一些有害物质抵达混凝土内部，从而加速钢筋的锈蚀和混凝土碳化导致混凝土结构耐久性降低。3）开裂影响结构封闭性。对于一些混凝土具有封闭性的要求，比如一些储水建筑物、核电站、疫苗培养空间，需要有较好的封闭性，而混凝土一旦开裂就会导致封闭性差，从而导致结构物不能正常使用，严重时甚至危害人民的生命财产安全。

除上述主要危害外，在寒冷地区的冬季，水分渗入裂缝后发生冻胀，导致混凝土结构破坏。混凝土构件在承载过程中会产生一些微裂缝，这些裂缝不影响结构的承载和正常使用，不易发现，但是长时间的承载，这些裂缝容易导致混凝土构件发生疲劳破坏。最后，混凝土结构开裂还会从感官上造成结构美观性差，而且从心理上给人们以不安全的感觉。

3混凝土开裂的成因

混凝土开裂的原因很复杂，而且导致混凝土开裂的原因很多，甚至一条裂缝不是一种原因造成的，而是两种或两种以上原因共同作用引起的。归纳起来，裂缝的成因，大概有如下几种：

3.1荷载裂缝

荷载裂缝是指结构在荷载作用下产生的裂缝，其中主要包括直接应力裂缝和次生应力裂缝两种。其中直接裂缝值外荷载直接引起的应力导致的裂缝，这些裂缝主要产生在设计阶段计算的不合理或错误，施工阶段不按规范操作造成附加荷载，使用阶段有超出预计的荷载等原因造成。次应力裂缝指由次生应力导致的混凝土开裂，次生应力是由于在试用阶段，由于结构发生了与实际设计状态不同的变化，导致次应力产生；结构中由于一些不可避免的开洞、凿槽等因素导致的应力集中产生次应力等导致混凝土开裂。在混凝土荷载引起的开裂中，次生应力产生的裂缝往往是混凝土开裂的主要因素，一般次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。

荷载裂缝根据荷载不同具有不同的特点，这些裂缝一般出现在结构构件的受拉区、受剪区或者具有较强震动的动荷载位置。需要指出的是，当受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝时，可能是结构达到承载力极限状态的表现，应防止结构破坏。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

1）中心受拉：裂缝贯穿构件横截面，间距基本相等，且与受力方向垂直。如果采用螺纹钢筋，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。2）中心受压：在构件受力平行方向出现短而密集的裂缝。3）受弯：在最大弯矩截面附近，从受拉区开始出现与受拉方向垂直的裂缝，而且慢慢向中轴线方向延伸。如果采用螺纹钢，裂缝见出现短的此裂缝，而钢筋配置不足是，裂缝少，但是宽度较大，结构可能发生少筋破坏。4）大偏心受压：大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。5）小偏心受压：小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。6）受剪：当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。7）受扭：构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。8）受冲切：沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。9）局部受压：在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

3.2温度裂缝

任何物体都具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化是，物体将会发生变形。混凝土也一样具有热胀冷缩的性质。变形发生时如果收到约束，结构内就会产生次应力，一旦应力超过混凝土的抗拉强度，就会发生开裂。引起温度裂缝的因素主要有：年温差、太阳照射、温度骤变、水泥水化热、蒸汽养护或冬期施工不当、结构中预埋件焊接时产生高温等等因素，都可能产生温度应力，进而导致混凝土开裂。

3.3收缩徐变裂缝

混凝土在强化的过程中，会流失水分，而在水分的流失过程中，混凝土会收

缩，同样当这样的变形遭到约束时，混凝土也会产生应力；还有，混凝土在承载过程中，随着时间的延伸，虽然荷载不会增加，但是应变却始终没有停止，这时，如果变形遭受约束，一样会产生应力。当这些应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。长期的观测研究表明，水泥的品种和标号及用量、骨料的品种、混凝土配比、外加剂、养护方法、外界环境、施工振捣方式和时间等都会不同程度的影响混凝土的收缩进而影响裂缝的产生。

3.4地基沉陷裂缝

在工程实践中，由于地质勘查不够精确、试验资料不准，地基地质差异较大，结构整体荷载差异较大，结构解除类型差异较大，建筑过程中分期建造，地基冻胀，基础位于滑坡体、岩洞或活动断层不良地质，等等原因，都有可能造成地基沉陷，而地基沉陷会对超静定结构造形成应力，同时地基不均匀沉降也会造成结构应力，从而引起结构构件开裂。

除去以上原因外，在混凝土结构构建中由于钢筋锈蚀膨胀、渗入混凝土内部的水分在寒冷气候下冻胀、施工过程中材料质量控制不严格、施工工艺不合理或操作不规范等等因素都会引起混凝土开裂。

4混凝土裂缝防治展望

混凝土裂缝成因复杂，甚至不是一种原因造成的，这为混凝土裂缝开裂的防治工作带来了很大的麻烦，但是混凝土裂缝的危害又很大，它直接影响到混凝土的承载力和正常使用，同时还会大大降低结构的耐久性，所以混凝土防治工作是一项很重要的工作。基于此，文章作者大胆提出运用智能混凝土中的自修复混凝土防治混凝土开裂。通过对各种结构构件开裂的观察，统计裂缝开展的部位，针对相应的部位施加自修复混凝土浇注，在混凝土开裂时，自行修复粘合裂缝，从而保证结构构件的强度、正常使用，增加结构的耐久性。

参考文献

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