混凝土开裂的原因与分析

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1、混凝土开裂的原因与分析摘要混凝土是当今世界上用量最大、用途最广泛的工程材料之一。广泛应用在土木、水利与建筑工程，海洋及港湾建设工程，交通运输与铁路工程，甚至航空航天工程。混凝土结构物产生裂缝，是结构物的承载能力、耐久性、防水性等的各种性能下降的主要原因；其对策的重要性直接影响到结构物的耐用年数，以及能否达到设计要求的服役年限。混凝土结构的裂缝还与混凝土的原材料及其配合比例密切相关；与施工的环境条件、施工工艺密切相关；与混凝土结构的使用环境、维护和管理密切相关，等等。关键词：混凝土；混凝土结构物；裂缝；开裂；对策混凝土开裂的原因及分析我国是世界上混凝土生产与应用最多的国家，混凝土材料为人类的文明

2、与建设，作出了巨大的贡献[1]。2004年，我国水泥的产量达到了9.4亿吨；混凝土的产量约20亿m3。近30年在我国社会主义现代化建设中，混凝土材料发挥了巨大的作用,建造了大量的高层与超高层建筑，钢筋混凝土铁路桥、公路桥、跨海大桥，海港码头及航空港等。所以,混凝土结构的安全性和耐久性显得尤为重要[5]。通常所谓的混凝土，是将合格要求的胶凝结合料、细骨料（如砂子）、粗骨料（如石子）以及必要时掺入化学外加剂和混合材料等，按一定比例，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。试验和应用证明：混凝土结构在使用过程中，受土壤中、水中及空气中有害介质的侵蚀，或混凝土材料本身有害成分的物理、化学作用，

3、会产生裂化；宏观上会出现开裂、剥落、膨胀、松软及强度下降等，严重影响了混凝土结构的使用寿命，甚至会发生结构破坏、倒塌，造成人员伤亡和经济损失[7]。混凝土结构的过早裂化开裂与破坏，也造成资源的大量浪费，使有用的资源迅速转化成建筑垃圾，给环境带来了污染。以每延米混凝土结构桥梁的重量为20t来计算，全国公路危桥保守估计约有延米，总计约700万t钢筋混凝土材料将变为建筑垃圾，不仅造成资源损失、资金损失，而且给环境也带来了严重污染[18]。据统计，我国1999年一年内因混凝土结构开裂损伤裂化，以及各种腐蚀造成结构的破坏，其损失约为（1800～3600）亿元。因各种侵蚀和结构裂化损伤，修补费用往往使初期

4、建设费用的2～3倍。一、混凝土的开裂(一)混凝土结构开裂渐增的原因表示混凝土劣化征兆一般的现象是开裂。自古以来对抑制混凝土开裂就有许多研究。关于混凝土发生开裂的原因、开裂现象的详细分析等，其原因可以列举出40项以上。这些原因对裂缝发生的综合影响是复杂的。即使是现在，对裂缝发生的机制与防止，都没有一个十分有效的方法，由于种种原因混凝土结构的开裂依然呈现出渐增的趋势[6]。1、混凝土浇灌方法伴随着混凝土泵送施工的大量应用，其要求混凝土必须是素性、流动性混凝土，故也带来砂率和单方混凝土用水量增大，其结果是耐久性降低，裂缝增加。1、材料的质量下降为了抑制骨料质量下降而带来的混凝土强度和和易性下降，要增

5、加水泥用量，同时也带来混凝土裂缝增加。此外，由于使用具有碱活性的骨料，混凝土也由于膨胀而发生开裂。这也是使混凝土开裂增多原因之一。2、保护层厚度不够由于保护层厚度不够，碳化到达钢筋的时间变短了，混凝土中氯化物增加以及由外部侵入的氯化物增加，内部钢筋的生锈膨胀而导致发生开裂的现象也在增加。3、不同沉降与过载由于结构物不同部位的沉降与过载，而导致的结构裂缝也在呈增加趋势。（二）钢筋混凝土结构物与建筑物的收缩开裂与荷载作用开裂钢筋混凝土结构物与建筑物发生的裂缝，对不同结构部位所发生裂缝的位置以及裂缝的形态来看，可以估计到裂缝发生的主要原因。裂缝一般是在混凝土受拉应力集中的部位发生。混凝土的抗拉强度低

6、，只有抗压强度的1/10左右。在窗户、出入口、换气口等开口部位的四个角，由于收缩最容易产生开裂。周边受约束较大的墙面；长向结构受约束力虽小，但受拉应力集中的部位，也会开裂。1、混凝土开裂原因的分析混凝土是由水泥砂浆、碎石粘结起来而成的多相复合材料。混凝土的收缩开裂，主要是由水泥浆的收缩开裂所造成。例如：以315g水泥，相对密度（相对于水）为3.15，与200cm3水拌合成水泥砂浆（w/c=0.64），初始体积为100+200＝300cm3。假定1cm3水泥完全水化后产生2cm3的水化物体积；则水泥净浆在不同水化程度时，毛细管孔体积不同，即使100％水化，还有33％的毛细孔。造成水泥石收缩开裂。

7、对不同水灰比的水泥净浆，达到相同的某一水化程度时，水泥的固体水化产物相同，单毛细孔体积不同。例如水灰比为0.7、0.6、0.5和0.4水泥浆体，假定其水化程度均为100％，完全水化水泥的固体计算体积均为200cm3；但不同水灰比的硬化水泥石中，毛细孔的体积不同，分别为120cm3、88cm3、57cm3和26cm3。虽然不同水灰比的水泥浆中，毛细孔的体积不同，但都会产生收缩。。水化的水泥浆体暴露于