淺析混凝土裂縫的成因及預防措施

鄧兵

【摘要】混凝土作為當今用量最大的工程材料，雖然具有大量的優點，但仍存在容易出現裂縫的問題。通過梳理混凝土裂縫的類型，并從設計構造、材料、環境、施工、養護及使用等方面入手分析其產生的原因，針對不同原因淺析相應的預防的措施，以減少裂縫的產生。

【關鍵詞】混凝土? 裂縫? 成因? 預防措施

引言：混凝土是當今世界上用量最大、用途最廣泛的工程材料。它在建筑工程中擁有大量其他建材無法替代的優點，但混凝土的開裂缺點十分常見。混凝土的裂縫，會使材料逐漸剝落導致其強度的下降，影響混凝土結構的使用壽命，嚴重者甚至會引起結構破壞和倒塌。而無論裂縫的修補還是混凝土的返工都將造成大量人、財、物的浪費和混凝土功能的降低。由于我國人多地廣，建筑產品需求量巨大，為了保證建筑產品的質量和安全，對建筑施工及設計行業來說，混凝土裂縫的預防是一個不容忽視的環節。

一、混凝土裂縫概述

（一）相關概念

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料，是目前我國用量最大的一種建筑材料。由于混凝土是一種非均質的脆性材料，在溫度變化、受到荷載以及內部碳化等情況下，其拉應力大于自身抗拉強度，或者拉伸形變超過自身的形變限度時，將會產生裂縫。

（二）混凝土裂縫的類型

混凝土裂縫類型多，可以按不同條件對其進行分類。以下從4個方面對混凝土的裂縫類型進行分類，以便于分析各類型裂縫的成因，詳見表1。

（三）混凝土裂縫的危害

無論是在建筑物還構筑物中，混凝土出現的裂縫都會造成嚴重的后果。輕微的表面裂縫雖對結構的力學性能影響不大，但會影響混凝土結構的美觀。如果出現在建筑物的圍護結構，將會減弱該建筑的保溫隔熱性能，或者出現雨水滲透，影響建筑物的使用。嚴重的裂縫不僅影響混凝土的外觀和熱工性能，更將影響結構的力學性能，使內部的鋼筋等材料出現腐蝕，削弱混凝土的承載能力、耐久性能以及抗滲能力等，對結構的安全造成威脅，出現混凝土脫落或建筑物倒塌，以至于造成人員傷亡和財產損失。

混凝土結構出現裂縫所造成的危害主要分為三點：強度減弱、剛性減弱以及抗剪承載力減弱。

強度減弱指混凝土出現使鋼筋暴露于表面的裂縫，裸露的鋼筋易與外界的水和空氣等產生氧化反應，從而逐漸銹蝕，使混凝土中配制的鋼筋的質量下降，以至于影響建筑物與構筑物的使用壽命。

剛性減弱指當混凝土出現裂縫時，裂縫處出現結構不同程度位移的現象。若該類裂縫未采取措施及時修復，便會逐漸變寬，破壞結構的整體性，降低結構的剛性，使該混凝土結構無法承受原設計計算的荷載。

抗剪承載力減弱指混凝土出現裂縫時，支撐抗剪的截面面積減小，使結構的抗剪能力下降。隨著結構抗剪能力的下降，結構更容易出現新的裂縫，如此惡性發展，嚴重的破壞結構的抗剪承載能力和完整性。

二、混凝土裂縫的成因分析

（一）設計與構造方面

隨著社會的發展，人們對建筑的功能和美觀要求越來越高，造成很多建筑外觀復雜多變，設計中部分伸縮縫以及后澆帶設置存在不合理容易產生裂縫;梁的設計中，追求大跨度或降低成本使混凝土結構的受力截面偏小、樓板偏薄、節點不合理、構件斷面突變和開洞留槽引起應力集中，產生應力裂縫;樓板設計時將預埋線管集中布置，使樓板實際結構厚度減薄，造成剛度不足而產生裂縫;部分混凝土結構的鋼筋采用簡支計算，在支座處沒有匹配的負彎矩鋼筋;設計中對結構的預應力估計不足，造成錨固端偏心、應力過大等產生應力裂縫;設計中未充分考慮混凝土的收縮變形，采用超標的混凝土，使混凝土抗裂能力下降。

在處理混凝土構造時，現澆主梁在擱次梁處如果沒有設置附加箍筋或附加吊筋;配筋間距大，配筋率小的混凝土結構開裂較多，無筋混凝土比有筋混凝土開裂情況多;以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土開裂。

（二）材料與環境方面

水泥、沙和石等混凝土的原材料質量差是造成混凝土構件產生裂縫的重要原因;另外，混凝土配合比不符合標準，將造成混凝土強度和土坍落度等不達標，也會導致混凝土開裂;部分商品混凝土由于攪拌、運輸時間過長，蒸發過多水分，使混凝土塌落度降低，也容易出現裂縫;還有，混凝土內部的堿性離子與某些活性骨料產生化學反應，同時吸收周圍水份，并且釋放熱量，造成混凝土酥松以及膨脹開裂;含有鋼筋的混凝土還會受二氧化碳、氯離子和硫酸鹽等侵蝕，使鋼筋產生銹蝕，導致混凝土沿鋼筋軸向出現裂縫。

環境溫度和相對濕度等外部環境因素也是混凝土出現裂縫的原因。大部分混凝土在空氣中硬結，當濕度發生變化時，體積將收縮，從而形成干縮裂縫;如果環境溫度頻繁變化，混凝土承受大量溫度應力，也將產生裂痕。

（三）施工與養護方面

施工中漏振、振搗不密實是混凝土產生裂縫的重要原因;混凝土過振使混凝土中的水泥與骨料上下分離，內部不均勻，從而產生干縮裂縫;若混凝土澆筑過快，其流動性降低，硬化后沉降過大，易在澆筑后快速出現裂縫;為趕工期拆模過早，或拆模時對未完全硬化的部位產生過大震動，也容易出現裂縫;當混凝土采取分層和分段澆筑時，新舊混凝土和施工縫之間易出現裂縫。

若養護初期時混凝土急劇干燥，其與大氣接觸的表面常出現不規則的干縮裂縫;另外養護期間，施工隊為趕工期，沒有達到養護時間就大量地往混凝土結構上放建材或者上人操作時間過早，結構承受過多荷載將容易產生裂縫。

（四）使用及其他方面

在使用過程中，地基的不均勻沉降與混凝土的拉應力、剪應力共同作用下出現沉陷裂縫。另外，我國是地震多發國，混凝土構件受到地震荷載使，將會出現不同程度的破壞，出現大量裂縫，這類裂縫復雜，出現部位多，大多不可修復。如果使用期間混凝土構件承受重物沖擊或過大荷載，也會產生相應的裂縫。還有，很多建筑使用后，會面臨改造的需求，如果對原結構情況不了解，改造時可能產生新的裂縫。

三、混凝土裂縫的預防措施

（一）設計與構造方面

在建筑設計中應盡量使外觀規則，在外觀上變化較大的地方，其配筋應適當加強。當設計的混凝土構件中的預埋線管較多時，可適當將構件加厚，用鋼筋網拉結保護，并適當將管線分散布置。對于受溫濕度變化的影響大的部位，應采用多向配筋，增強拉結作用。在選擇配筋時，宜采用熱軋帶肋鋼筋，增強鋼筋與混凝土抓握能力。另外，當混凝土構件整體長度過長或變化復雜時，應按相關規范設置伸縮縫和后澆帶。

（二）材料與環境方面

在選用混凝土原料時，應使用相對應的合格產品，不要使用過期的水泥，以造成混凝土不達標而出現裂縫。按照需求采用相應的配合比添加原料，避免堿性原料過多產生大量水化熱。控制骨料的溫度，避免過高溫差形成溫度縫。按使用要求在混凝土中摻加引氣劑、緩凝劑、礦物摻合料和纖維等，能夠減小內部的密度差，使混凝土密度均勻，提高混凝土的流動性，并增加粘度，從而減少裂縫的產生。另外，盡量避免在嚴寒或干燥的環境下配制配制混凝土，否則容易形成干縮裂縫。

（三）施工與養護方面

在對于垂直結構的混凝土分層澆筑時，應控制其澆筑速度，且根據澆筑的現狀及時加固模板，防止裂縫的產生。澆搗時，要控制振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除混凝土內部的水分和氣泡，減少塑性裂縫和干縮裂縫的產生。混凝土澆筑后，在混凝土強度未達到拆模強度要求的前提下，不能過早拆除支撐底模板，使混凝土結構過早承受荷載，導致混凝土在受拉部位出現應力裂縫。

對混凝土的養護不能只是澆水，應根據不同的結構形式和環境采取不同的養護方法。常溫施工的普通混凝土結構一般采取保濕養護，而嚴寒條件下施工的混凝土則應采取保溫養護。將混凝土表面覆蓋薄膜或濕麻袋等進行養護，以防止內外溫差過大而引起的溫度裂縫。另外養護期間，不能承受過多荷載，應等混凝土硬化后達到相應的承載能力后再進行下一步的施工。

（四）其他方面

周邊工程建設時應考慮原有建筑的情況，不破壞原有建筑地基，減少地基不均勻沉降出現沉陷裂縫。在使用期間避免混凝土構件承受重物沖擊或過大荷載，而產生相應的裂縫。舊建筑在改造時，應充分了解原結構情況，進行相應的結構設計，避免改造時產生新的裂縫。

四、結語

綜上可知，導致混凝土產生裂縫的原因有很多，裂縫的類型也多種多樣。要有效控制混凝土裂縫，就要充分了解混凝土裂縫產生的原因。從設計和構造，材料與環境，施工到養護，以及后期的使用等多方面進行分析，針對各種原因采取適當的措施，預防混凝土裂縫的產生，并減少因為混凝土裂縫帶來的人身和財產損失。

參考文獻：

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