淺析混凝土裂縫的成因

康劍華

江西鑫瑞建設工程有限公司 江西 南昌 330000

正文：

混凝土屬于一種工程復合材料、其中包括膠凝材料。一般來說，混凝土指的是利用石、砂和水泥膠凝材料構成的水泥混凝土，利用摻合料和外加劑、水進行有效配合，通過攪拌形成。是一種收縮性脆性材料。本文擬從設計、材料、施工、自然環境變化等因素多角度探析裂縫產生的原因及常見裂縫分類，為混凝土裂縫預防措施與修復提供理論依據。

一、設計原因

1、溫度變化造成的裂縫

由于溫度的變化，現澆鋼筋混凝土極易出現裂縫，可以從兩個方面對其原因進行分析：一方面由于部分的鋼筋混凝土構件的配筋率比較大，如果長時間的處于外界環境中，就會受到晝夜交替以及季節改變所帶來的溫度變化的影響；另一方面在進行大體積的混凝土澆筑的過程中，澆注過程極易受到水化熱的作用，因此在進行大體積的澆注時，就無法有效及時的消耗過程中所出現的水化熱，這就使得構件的外表面和內表面存在比較大的溫度差，這樣就極易造成構件出現裂縫，甚至還會出現貫穿裂縫。

2、混凝土收縮變形造成的裂縫

一般情況下，混凝土在凝固過程中都會出現變形和收縮，其主要形式有混凝土的縮水收縮、材料塑形收縮等。

3、不均勻沉降造成的裂縫

混凝土構件出現變形有很大部分原因是由于結構不均勻沉降造成的，構件受力過大時就會產生裂縫；隨著沉降的繼續增加就會造成裂縫的持續擴大。

4、荷載作用造成的裂縫

由于荷載的作用，混凝土構件就會出現主拉應變超出其極限拉伸應變范圍或者混凝土自身的抗拉強度小于主拉應力，進而使得混凝土構件產生裂縫。

二、材料原因

混凝土的實際收縮絕對值并不大，但是因為抗拉強度比較低而且彈性模量比較大，輕微的收縮變形也會產生較大的抗拉力。如果實際抗拉強度低于抗拉力，就會出現開裂的問題。原料使用不當或者存在質量問題，都會影響到混凝土的質量。

1、水泥的具體品質會影響到水泥凝膠的數量、結構和組成，同時影響到堿含量和水化熱，所以對于凝膠孔的數量、尺寸和形狀都會有影響，對于混凝土的堿骨料反應、極限抗拉強度、混凝土溫差都會產生影響，影響到混凝土裂縫的發展和形成。硅酸鹽水泥礦物的組成主要有C3S（硅酸三鈣）、C2S（硅酸二鈣）C3A（鋁酸三鈣）、C4AF（鐵鋁酸四鈣），各種熟料礦物單獨與水作用時的表現特征。C3S的水化熱雖然比C3A小得多，但是具體含量占到了熟料整體含量的一般，經過三天的水化熱基本是C2S的5倍，所以產生的影響比較大。C3A的實際收縮率是C2S的3倍，是C4AF的5倍，因此C3A和C3S屬于早期出現干縮和溫度收縮的主要原因。

2、水泥等級及配合比原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高，對混凝土開裂影響越大。配合比設計時，每方混凝土水泥用量越多，產生的水化熱就越大，越容易產生裂縫。

3、粗骨料的灰集比、巖種、活性、品質和粒徑等都會影響到混凝土。原因包括：第一，混凝土的實際收縮是因為水泥石的收縮導致的。混凝土中的骨料，尤其是粗骨料對于具體的收縮產生限制作用，可以有效限制收縮。骨料的含量如果比較消耗，混凝土的收縮就會比較小。如果骨料的粒徑比較大，相應的變形阻力越小，對應的抵抗混凝土收縮的能力會降低，引導降低阻力，混凝土收縮提升。如果骨料粒徑比較大，對于水泥石收縮的限制和阻力就比較大，混凝土的收縮就比較小。如果骨料含泥量比較大，就會提升混凝土的干縮性。第二，粗骨料的巖石種類直接影響混凝土彈性模量，如果比較高，相應的干縮性比較低。粗骨料的導溫系數、熱膨脹系數對于混凝土的抗裂能力和溫度變形的影響比較大，混凝土的溫度變形越小、相應的溫度應力也會降低，就會提升抗裂改哪里。

4、細骨料的巖種、活性和品質都會影響混凝土裂縫的產生，細骨料的砂率、含泥量、表面形狀、細度模數、級配都會直接影響混凝土拌合物的具體性能，并且間接或者直接影響到混凝土的實際收縮，同時影響到混凝土的塑態裂縫、膨脹裂縫和約束裂縫等等。

三、施工方面

1、混凝土攪拌、運輸時間長

時間過長會使水分大量蒸發，骨料破碎、離析，引起混凝土坍落度下降，和易性較差，使混凝土在體積上出現不規則的收縮裂縫。

2、混凝土的澆筑及振搗

混凝土如果不密實同時振搗時間比較短，就會出現空洞、麻面、蜂窩的問題，混凝土會從薄弱部分產生裂縫。如果混凝土的振搗時間沒有達到要求，就會出現分層問題，細骨料在上層，粗骨料在下層，就會形成砂漿層，相對下層混凝土的干縮性能比較大，如果水分蒸發之后，就會形成收縮裂縫。如果墊層和模版在澆筑過程中沒有充分灑水，就會過分干燥，相應的模版吸水量會提升，導致混凝土塑性收縮問題的產生，形成裂縫。

3、養護不及時或不充分

混凝土的養護對其早期強度的增長和防止收縮裂縫的產生極為重要，如果混凝土養護初期急劇干燥，容易使得混凝土與大氣接觸的表面產生游離水蒸發，出現不規則的干縮裂縫，而養護時間不充分，也會使混凝土內部缺水，既影響混凝土強度的增長，同樣會加劇收縮裂縫的產生和發展。

4、拆模時間過早或過早加載

若周轉性模板不足而造成過早拆模，導致混凝土強度未達到拆模要求或因模板支撐系統不牢，致使鋼筋混凝土不能共同工作，受外界荷載及自重的作用，構件會產生超值撓曲。因混凝土是脆性材料，超值撓曲會使用混凝土產生拉裂。

結語：隨著人們追求高品質的生活和工作環境，在建筑業繁榮的背景下，建設主管部門接到的投訴也越來越多了，特別是民用建筑混凝土的裂縫已經成為了一個普遍關注的問題。由于其產生的原因復雜性、多樣性，目前混凝土裂縫的預防與處理已成為一個世界性話題，有著非常重要的研究意義，在實踐工作中需要提升重視，并且應用有效措施避免出現裂縫。