建筑结构指导：混凝土结构裂缝问题分析与防治

1.混凝土裂缝的类型及成因
实际上，钢筋混凝土结构裂缝的成因是复杂的、众多的，甚至是多种因素相互影响的，但每一种裂缝都有一种或几种成因，其中最常见的是混凝土早期裂缝，具体如下:

1.塑性沉降裂缝

产生这种裂缝的主要原因是混凝土骨料沉降时被堵塞(如钢筋、模板)。这些裂缝大多发生在混凝土浇筑后0.5小时至3小时之间，混凝土仍处于塑性状态。当水在混凝土表面消失后，裂缝立即出现，沿着梁板上的钢筋方向，主要是混凝土的坍落度大，沉降高造成的。另外，在施工过程中，如果模板粘结不好，模板下沉、移动，也会出现这样的裂缝。

2.塑性收缩裂缝

产生这种裂缝的主要原因是混凝土浇筑后，表面水分在塑性状态下蒸发过快。这种裂缝多出现在表面，形状不规则，长短宽窄不一，呈龟裂状，深度一般小于50mm。主要原因是混凝土浇筑后约3-4小时表面未覆盖，特别是在炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快，或基础、模板吸水过快，混凝土本身的水化热导致混凝土急剧收缩。此时混凝土强度趋近于零，无法抵抗这种变形应力，导致开裂。混凝土蒸发吸水越快，越容易产生塑性收缩裂缝。而商品混凝土为了满足可泵性和流动性，坍落度和砂率都远大于普通混凝土，早期强度低，所以其水分特别容易流失，表面容易产生裂缝。

3.温度应力裂缝

产生这种裂缝的主要原因是混凝土浇筑后，混凝土中积累的水泥水化热不易散发，导致混凝土内部温度升高，而混凝土表面散热较快，从而形成较大的内外温差，造成混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低。如果此时温差引起的表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土表面就会产生表面裂缝。一般这种裂缝出现的很早，多为不规则状态，深度浅，性质表浅。表面裂纹容易产生应力集中，从而促进裂纹的进一步发展。

3.施工工艺质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构的浇筑、构件制作、支模、运输、堆放、组装和吊装过程中，如果施工工艺不合理，施工质量差，就可能出现各种形式的裂缝，尤其是细长薄壁结构。裂缝的位置、方向和宽度因原因而异，比较典型和常见的有:①钢筋混凝土保护层过厚，或随意踩踏上层约束钢筋，使承受负弯矩的钢筋保护层变厚，导致构件有效高度降低，形成垂直于受力钢筋的裂缝。(2)混凝土捣实不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面和空孔洞，导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源。(3)混凝土浇捣过快，混凝土流动性低。硬化前混凝土振捣不够，硬化后过重，浇筑数小时后容易开裂，即塑性收缩裂缝。④混凝土搅拌和运输时间过长，水分蒸发过多，造成混凝土坍落度过低，造成混凝土表面不规则收缩裂缝。⑤泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加了用水量和水泥量，或因其他原因增加了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩增大，混凝土表面出现不规则裂缝。⑥混凝土分层或分段浇筑时，如果接缝处理不好，新老混凝土与施工缝之间容易出现裂缝。⑦混凝土早期受冻，使构件表面开裂，或局部剥落，或脱模后出现空空鼓现象。⑧施工时，模板刚度不足，浇筑混凝土时，模板受侧压力变形，产生与模板变形一致的裂缝。⑨施工中拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

4.原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水和添加剂组成。混凝土中使用的不合格材料可能会导致结构出现裂缝。①如果砂石的含泥量超过规定，不仅会降低混凝土的强度和抗渗性，而且在混凝土干燥时还会产生不规则的网状裂缝。砂石级配不良，或砂粒过细。掺有这种材料的混凝土往往会产生侧裂。碱骨料反应。当骨料中含有泥状硅化物与碱性物质相遇时，水与硅发生反应形成膨胀胶体，吸水后引起局部膨胀和拉应力，进而使构件产生爆裂裂缝，多见于潮湿的地方。(2)拌合水和外加剂当拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时，对钢筋腐蚀影响较大。将混凝土与海水或含碱泉水混合，或使用含碱外加剂，可能会影响碱-骨料反应。

2混凝土裂缝的常见预防措施

1、塑料沉降裂缝预防措施

防止此类裂缝的措施有:①在满足泵送和施工要求的前提下，尽可能降低混凝土的坍落度；(2)保证混凝土的均匀性，在搅拌、运输和卸料前高速运转20-30秒，然后反向卸料；(3)施工过程中，经常观察模板的位移和混凝土的密实度，不能因漏振或过振造成混凝土离析分层；④施工中严禁随意加水。

2、塑料收缩裂缝的预防措施

预防此类裂缝的措施有:①施工单位应在浇筑后及时对混凝土进行覆盖和养护，并增加环境湿度；②商品混凝土公司在满足可泵性和和易性的前提下，尽量降低坍落度、砂率，严格控制骨料的含泥量。

3、温度应力裂缝的预防措施

这类裂缝的预防措施有:①降低混凝土的发热量。选择水化热低、凝结时间长的水泥，降低混凝土温度；加入缓凝剂或高效减水剂，提高混凝土强度，减少用水量和水泥用量，延长混凝土达到温度的时间，减少干燥收缩；尽可能选用粒径大、颗粒形状好、级配好的粗骨料，避免砂量过大，以减少水泥用量和用水量；在满足泵送和施工要求的前提下，使用低流动性混凝土，严格控制水灰比，降低混凝土单位体积用水量。②降低混凝土浇筑温度。高温季节应降低原材料温度，在环境温度较低的早晚进行浇筑；避免从外部环境吸热，尽可能遮挡运输工具和泵送管道，防止混凝土升温；埋一根冷却水管，引入冷水降温。③分层分块浇筑。④表面保温保湿。要尽可能长时间保持混凝土表面湿润，让其慢慢冷却干燥，使混凝土增加强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式，养护时间一般不少于14d。

4.施工原因引起裂缝的预防措施

预防此类裂缝的措施有:①加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载力、刚度和稳定性，振捣时派人看守模板，防止松动和下沉现象；当试块强度达到设计允许值时，即可拆除模板。②混凝土的成品保护。对于现浇板，混凝土强度必须达到1.2 N/mm2才能使用。③钢筋绑扎施工加强了负弯矩钢筋的管理。加密支撑马凳间距，保证板面负弯矩钢筋保护层厚度。④振捣方法必须正确。振动易于快速插入和缓慢拔出。振捣时间过短，混凝土不均匀；如果时间过长，容易导致严重的浮浆。