混凝土结构裂缝的产生及预防

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1、混凝土结构裂缝的产生及预防随着混凝土结构的普遍应用，混凝土结构的裂缝问题也逐渐暴露出来，以其实际工程中的经验，针对混凝土裂缝的产生原因进行了分析，并给出相应预防措施，从而提高结构的耐久性及安全性。关键词：混凝土；原因；变形；裂缝；影响；措施混凝土作为一种各向异性的非均质脆性材料，有其特殊的材料特性及力学性能。由于骨料与骨料之间通过胶凝材料连接，而各种材料本身的弹性模量有较大差异，故其抗拉能力差，收缩性强。由于使用材料的自身缺陷及施工过程中多种原因，导致混凝土内部存在气孔和微小裂隙。而这些微小裂隙在各种作

2、用下可能贯通发展，使其在施工期间及使用期间都有可能出现裂缝。在安全允许范围内，混凝土结构可以带裂缝工作；然而当裂缝成为肉眼可见的裂缝时，如果继续贯穿，则可能成为危害性裂缝，影响结构的使用安全，故而必须尽量降低出现危害性裂缝的可能。　　虽然国家标准中对于不同功能和使用环境下的混凝土结构有其相应的允许裂缝的规定，但对于钢筋混凝土结构而言，一旦出现裂缝，则会减少抗弯截面高度，即导致抗弯构件的中性轴上移，钢筋抗弯能力降低，影响构件的安全性；降低钢筋保护层厚度；导致钢筋及混凝土内部暴露，对于露天或潮湿环境或有地下

3、水侵蚀环境下的构件可能产生水渗透、混凝土材料腐蚀、钢筋锈蚀现象，影响结构的耐久性等。对于贯穿性裂缝而言，则会影响结构的安全性和整体性，从而危害到人民的生命和财产安全。故应尽量减少允许范围内的裂缝出现，避免危害性裂缝的出现。而要减少和避免裂缝的出现，必须了解其形成原因及预防措施。本文就此给出一些分析和建议。　　混凝土结构产生裂缝主要有以下四种原因：收缩变形，温度变形，荷载变形，沉降变形等。　　1.收缩变形收缩变形主要包括塑性收缩、干燥收缩等。1）塑性收缩发生在混凝土在凝结前的塑性阶段，由于混凝土在此时尚处

4、于塑性状态，强度极小，而由于天气等原因，导致表面失水较快，而混凝土内部的自由水此刻经由反应和蒸发后已经变得很少，混凝土本身将产生急剧地收缩，此时混凝土已不再具有流动性，而其自身的强度远不能与收缩产生的应力抗衡，故而会产生裂缝。　　研究表明，影响塑性收缩的主要因素包括水灰比，混凝土强度，养护，自然条件（如温度，湿度，风速等）。其中，水灰比过大会导致坍落度大，混凝土强度降低；而水灰比过小，则会导致混凝土水化不完全，泌水过少，产生塑性收缩裂缝增多。故应保持合理的水灰比。高强混凝土由于水化反应需水量更多，更容易

5、产生塑性收缩，故而高强混凝土的水灰比不宜过小；水泥过细，水泥颗粒与水接触的表面积增大，因此水化反应所需时间更长，泌水现象严重，从而导致混凝土初凝已经开始而水泥水化反应尚未完成，预防此种情况需确保混凝土在各项配合比的合理性及振捣到位；应保证混凝土模板的潮湿度，在混凝土硬化过程中保证洒水及有效覆盖，尤其在温度较高，风力较大，天气干燥时，更应加强对混凝土的养护。2）干燥收缩发生在混凝土浇筑结束之后的一段时间内，此时养护已经完成，混凝土暴露在不饱和空气中，内部水分进一步蒸发而产生。　　影响干燥收缩的因素包括水泥

6、种类，水灰比等。较少干燥收缩的发生，宜采用收缩较小的水泥种类，降低水泥用量。水灰比应给与严格控制，可以适量采用减水剂，防止后期混凝土内外水分蒸发不均匀。另外可适当延长混凝土的养护期，保持其潮湿，也可一定程度上减少干燥收缩裂缝的产生。　　2.温度变形温度变形不是指环境温差，而是指混凝土在硬化过程中，由于水化反应产生大量热量，温度升高过快，由于内外高差较大，混凝土内部将产生向外膨胀的温度拉应力，而混凝土自身抗拉强度较低，故而极易形成裂缝。这种现象在混凝土强度形成的早期较容易发生，而在大体积混凝土中，由于水化

7、热量更加不易散发，故尤为常见。　　影响温度变形的因素主要为水泥水化热等。要减少温度变形的发生，宜采用低水化热的水泥，降低混凝土水化反应过程中的散热；另外应在养护过程中增加表面湿度，可以达到降低温度减少温度应力的目的，减少温度收缩裂缝的发生。　　　　3.荷载变形　　荷载变形可能发生在混凝土结构的施工阶段及使用阶段，由于施工荷载或外力作用，结构受弯/受压/受拉等，将在混凝土内部产生相应的应力，从而产生相应的变形，且受到内部约束的制约，混凝土由此产生拉应力，而其自身抗拉强度较弱，故超出允许抗拉强度后将产生裂缝

8、。另外混凝土由于长期受荷将产生徐变，当这部分荷载突然撤销时，变形无法完全恢复，从而其内部产生较大拉应力，也会产生徐变裂缝。　　荷载变形是必然存在的，要减少荷载变形裂缝的产生，应从设计施工角度予以考虑，如保证混凝土构件的保护层厚度等；使用中应严格控制在设计提出的允许荷载范围内，避免负荷过大；另外应避免突然卸载的情况发生。　　4.沉降变形　　沉降变形顾名思义，是由于基础沉降所引起的。如果基础沉降很均匀，一般不会产生应力及变形；但由于地基土往往是