浅谈混凝土裂缝成因与预防措施

　　「摘要」混凝土产生裂缝是建筑工程建设中普遍存在的现象，为了预防裂缝的产生，应合理选择材料，合理选择混凝土浇筑方案，在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事，本文将对混凝土裂缝的成因进行分析，并提出预防措施。
　　「关键词」混凝土,裂缝,原因,分析,预防
　　混凝土是土木工程中使用最广泛、用量最多的一种混合材料，它具有许多优点，但也存有一些弱点，如均匀性差、离散性大，容易产生裂缝，尤其以裂缝为突出。它是长期困扰着我们工程技术人员的问题。根据工程实践，并经长时间的观察、总结，有以下几点与大家探讨：
　　一、混凝土裂缝的分类
　　混凝土裂缝是混凝土的一种常见现象和多发现象。裂缝绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，为了分析其成因，试作如下大致分类：
　　外观上的裂缝可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
　　微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，比肉眼可见的宏观裂缝多很多。这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用显微镜、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可观察出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用混凝土抗渗检测。
　　宏观裂缝一般有以下几种：
　　收缩裂缝：在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中，梁、板、柱等小块体构件，特别是预应力构件极少产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会造成严重后果。
　　超载裂缝：混凝土构件超荷载使用时，造成变形、失稳或因疲劳等原因产生裂缝。一般均发生在构件受弯矩最大的部位，成条状，但分布不象收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因，往往是施工阶段在构件上不适当地施加施工荷载或者是上部建筑过早施工。另外，温度应力影响也是原因之一。
　　沉降裂缝：因地基差异沉降或构件接合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成30°至40°角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且极难处理。因此必须在设计上采取有效措施，施工、使用中也要加强观测、监视。
　　疏松裂缝：混凝土浇筑时因下料不均，致使混凝土材料离析，或因漏振、过振而产生的疏松状态裂缝。如果它延续到混凝土表面，当然容易发现，如果只产生在混凝土内部，则不能直接表现出来。这种疏松带长度不等，视下料或振捣情况而异。
　　宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2至0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。
　　二、裂缝的成因
　　混凝土裂缝成因很多，但可以主要归纳为以下几点：
　　⑴混凝土的收缩
　　收缩是混凝土的一个主要特性，对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。
　　⑵温度应力
　　裂缝产生的主要原因是由于聚积在内部的水泥水化热不易散发，导致混凝土的内部温度升高，而混凝土表面散热快，形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。混凝土固化的龄期很短，抗拉强度很低，表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步加大。
　　⑶配筋不足
　　实践中观察到，配筋间距大，配筋率小的混凝土结构开裂多，无筋混凝土比有筋混凝土开裂多。
　　⑷混凝土材料及配合比
　　1、原材料质量引起的裂缝
　　混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。选择骨料时，应选用碎石、粗砂，尽量不用砾石、细砂，因前者比后者干缩率小。也不能用海砂，避免钢筋锈蚀膨胀裂缝的发生。同时要选定骨料最佳级配方案，减少空隙率，使混凝土获得最密实的体积。减小收缩裂缝的产生。
　　2、配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。单位用水量、水泥用量和含砂率越大，混凝土干缩率也越大。其中单位用水量影响最大。据有关资料介绍，水灰比由0.4增加到0.7时，混凝土干缩率增加50%。
　　⑸养护条件
　　养护是使混凝土正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂可能性就越小。
　　⑹施工引起的裂缝
　　混凝土振捣是混凝土产生裂缝的另一个原因。欠振会导致混凝土结构不严密，受力时容易破损，产生较大的裂缝；过振会导致混凝土中的水泥浆与骨料上下分离，浮浆很容易产生干缩裂缝。所以采用适当的振捣工艺非常关键。混凝土养护工作不及时、不到位也容易产生干缩裂缝。
　　三、混凝土裂缝预防措施
　　根据混凝土裂缝成因，多采取适当措施进行预防。也就是说采取以防为主的方法：
　　⑴设计
　　设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决，严格遵守设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。同时还应注意满足:《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”。
　　⑵施工
　　严格控制施工过程中的模板管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象发生；试块强度达到设计允许值时方能拆模。钢筋绑扎施工加强含有弯矩筋的管理。减小支撑的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。振捣易快插、慢拔；振捣时间过短，混凝土不均匀，时间过长，易导致严重浮浆，此类现象尽量避免。
　　⑶养护
　　养护是关键技术，使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温度梯度。以便减小温度应力，阻止裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减小表面收缩防止龟裂。大体积混凝土由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，避开外界气候的影响，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，养护一般不少于15天或者更长些。
　　四、结论
　　裂缝是混凝土结构中普遍存在的，由于它的出现会降低建筑物的抗渗能力和承载能力，因此对混凝土的各类裂缝要区别对待，在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和扩大，保证建筑物和构件安全，避免混凝土裂缝的产生。