混凝土裂缝的成因和预防措施

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混凝土裂缝的成因和预防措施

混凝土结构在建设和使用过程中出现裂缝是一种普遍现象，这不仅对构筑物外观产生影响，同时关系到构筑物的使用功能和耐久性，严重时会威胁构筑物安全，因此裂缝问题引起了人们的广泛关注。作为人们用作建筑物主体的混凝土是当今土木工程极其重要的材料之一,其在现代工程建设项目中占有非常重要的地位。研究混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施对混凝土结构的使用和安全有实际意义。

混凝土裂缝的成因和预防措施

1.钢筋混凝土结构裂缝的成因

混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，当温度、湿度发生变化，地基产生不均匀沉降时，极容易产生裂缝。裂缝的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

材料因素

(1).粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不良容易增大混凝土收缩，使混凝土产生裂缝。

(2).骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收缩量增大。

(3).混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

(4).水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

(5).水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。施工因素

(1).混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。

(2).水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。

(3).模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

(4).混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外

温差较大更容易产生裂缝。

(5).避免在极端天气条件下施工，可以减少砼结构的开裂情况。

设计因素

(1).设计结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，所产生的构件裂缝。

(2).设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

(3).设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

(4).设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

(5).设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

(6).各种结构缝设置不当等因素容易导致砼开裂。

外界因素

(1).地基变形。在钢筋砼结构中，造成开裂主要原因是地基的不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。

(2).温度变形。砼具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1×10-5/0C°当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过砼的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积砼的裂缝等。

(3).湿度变形。砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2～0.4‰，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决砼的早期干缩问题。

(4).结构受荷。结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0．2mm～0．3mm，对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。

(5).徐变。砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文献记载受弯构

件截面砼受压徐变，可以使构件变形增大2～3倍，预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。

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(6).其他原因。如周围环境影响，酸、碱、盐等侵蚀，意外事件，火灾、地震、装修等。

2.混凝土裂缝的预防措施

混凝土裂缝的预防通常是针对其产生的原因作出的，一般从材料、配合比、配筋、浇筑、以及设计构造措施等方面进行。

材料选用

(1).水泥。根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。

(2).粗骨料。适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。

(3).细骨料。一般采用天然砂。宜用颗粒较粗、空隙较小的2区砂、对运送混凝土宜选用中砂；所选的砂有害物质及混凝土含量和坚固指标等应满足相关规范及技术规程规定。

(4).外掺加料。宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。

(5).掺合料。采用掺合料和混凝土外加剂，可以明显降低水泥用量、减少水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

(6).正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

(7).钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。

(8).钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。

配和比

(1).配合设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；禁止任意增加水泥用量。

(2).混凝土运输过程中，车鼓保持在每分钟约6转，并到工地后保持搅拌车高速运转到4至5分钟，以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失，可以掺一定的外加剂以达到理想效果。

(3).浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。

配筋

(1).混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性，因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋，特别是构造配筋，细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸，可有效避免构造性裂缝的产生。

(2).施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。

(3).钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度要尽量准确，不要超出规范规定；钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。

混凝土浇筑

(1).混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；加强混凝土温度的监控，及时采取防护措施，优化混凝土配合比。

(2).加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。

(3).大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定。

(4).开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。

(5).加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。

(6).合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。

(7).避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

(8).对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。

(9).夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

模板工程

(1).模板构造要合理，以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。

(2).模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形

过大造成开裂。

(3).合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂；但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护时机。

设计措施

(1).建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。

(2).设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。

(3).控制建筑物的长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。

(4).正确设置变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理。

(5).合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。

(6).限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制，可以和其它结构缝合并使用。

(7).部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。

(8).构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜增加附加横向钢筋。

(9).减少地基的不均匀沉降，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。

(10).层层设置圈梁、构造柱，可以增加建筑物的整体性，提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止或减少裂缝。

(11).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。

(12).重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

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