混凝土结构裂缝产生的原因和预防措施

　　1、前言

　　混凝土的应用是建筑史上的一次翻天覆地的变革，在现代的工程建设中，混凝土的应用极其广泛。而在施工中混凝土的裂缝灰飞烟灭困扰我们施工质量的重要问题，尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然有出现。混凝土出现裂缝的原因主要有湿度变化、温度变化、徐变影响、应力作用和施工操作等因素。现主要介绍施工中对几种常见混凝土裂缝的控制及裂缝的处理方法。

　　2、裂缝成因

　　在施工中，混凝土产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板变形、亚欧大陆不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力；气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，就会出现裂缝。另外，当混凝土表面湿度变化较大或发生剧烈变化（如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束），也往往导致裂缝；由于原材料不均匀，水灰质量比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压力，一般设计均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力。因此，掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

　　3、温度控制与防止裂缝的措施

　　为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

　　3.1控制温度的措施如下：

　　3.1.1采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中水泥用量；

　　3.1.2拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

　　3.1.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

　　3.1.4在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

　　3.1.5规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

　　3.1.6施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

　　3.2改善约束条件的措施是：

　　3.2.1合理地分缝分块；

　　3.2.2避免基础过大起伏；

　　3.2.3合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

　　此外，改善混凝土的性能提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

　　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土心早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就在导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著效果。

　　加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7—15倍，当内混凝土应力过到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100—200kg/cm .因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与尝试较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数量属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

　　4、混凝土的早期养护

　　实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同浓度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。