混凝土结构产生裂缝的原因及预防措施

摘要：本文分析了混凝土结构中存在的裂缝问题，产生原因，提出了预防措施以及解决方法。

关键词：混凝土结构；裂缝原因；预防措施

在现代化的社会建设中，钢筋混凝土构件的建筑物日渐成长， 以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高，结构裂缝出现的机率已成为一个普遍性的技术问题，在建筑工程施工过程中，轻则影响建筑结构美观和耐久性，重则危及建筑物安全和正常使用。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作显得犹为重要

1 混凝土结构中存在的裂缝问题

随着科学技术不断进步，工程对于钢材的强度也有了更高的要求，同时高质量钢材的使用为高效混凝土的发展提供了很好的基础。预应力混凝土同普通混凝土一样，经过长期的使用过程，混凝土的结构性能会随着时间的推移而逐渐发生一定程度上的衰退，这类问题的实质为预应力混凝土结构的耐久性问题。同时受施工技术等各方面因素的影响，混凝土结构随着时间的推移，会产生各种裂缝，有些裂缝甚至出现在结构工程投入使用之前。在预应力混凝土结构工程中最为常见的裂缝有横向裂缝，纵向裂缝，腹板斜裂缝和表面龟裂等几个裂缝类型。

1.1横向裂缝

在运营期间横向裂缝的发生较为常见，同时受质量超载等各种因素的影响，预应力的损失有时候会远远超过设计的预想，这极大的增加了横向裂缝的产生的可能性。此外，随着徐变在上拱的进一步发生和发展，结构梁的上翼缘也同样极其容易产生相应的横向裂缝，而且随着这种徐变作用的进一步发展，如果在桥上承受较大的荷载时，这种徐变的裂缝会产生暂时的闭合现象。在施工期间内出现横向裂缝的主要原因是相关的控制工作不到位，例如施工中产生底座下沉，施加预应力相对滞后，以及结构受到外力的冲击作用等现象。

纵向裂缝是在预应力梁影响力和破坏力最为严重的一种裂缝类型。首先，对预应力筋的张拉工序是在预应力简支梁的预制过程一道极其关键的工序。如果预应力筋张拉过大，就可能致使梁体上翼缘混凝土产生相应的竖向裂纹，而在下翼缘产生相应的纵向裂纹，严重时可能使预应力混凝土出现相应的塑性变形而发生开裂现象，对梁的寿命产生极大的影响。如果混凝土结构设置的保护层过薄或者在混凝土中掺加一定含量的含氯盐的外加剂，都会时梁的下翼缘受到过高的纵向压力进而产生裂缝现象。此外，如果梁体底板比较厚，那么在混凝土硬化期间会产生大量的水化热，使结构内部产生较高的温度，外部温度较低，这样会使梁体内部受到相应的应力作用，当应力作用大于混凝土本身的抗拉强度时，就会引起梁体结构的开裂，表现形式多为纵向裂缝。

1.3腹板斜裂缝

斜截面受到强度或内部受到的主拉应力在支座附近梁体下部会在产生结构弯矩的同时产生相应的剪力作用，由弯矩作用产生的拉应力与因剪力作用产生的剪应力相互作用下，形成倾斜方向上的主拉应力，当主拉应力超过混凝土内部相应的抗拉强度时，就会产生斜向裂缝。

1.4表面龟裂

预应力构件产生龟裂现象的原因主要下面几个方面，混凝土配合比不合适，施工和易性控制不严格，混凝土浇筑不均匀、钢筋保护层偏差大。

2.解决混凝土结构裂缝的预防措施

随着预拌混凝土的大量使用（与拌混凝土具有收缩性），钢筋混凝土构件裂缝是不可能避免的。但裂缝的最终破坏不能影响建筑物的使用功能和耐久性为标准，因而要尽力优化建筑设计和预拌混凝土配合比设计、控制原材料质量、强化施工工艺的科学性、加强施工现场的浇筑质量的管理力度、提高混凝土养护及维护的意识，以达到控制裂缝产生的频次和烈度。面对产生的裂缝，首先要分析其形成原因，是由设计、施工、材料还是其它因素引起的。从危害程度区分，混凝土构件的裂缝大致分三类：第一类是很细小的裂缝，或者说是规范所允许范围内的裂缝，这种裂缝一般不需要处理；第二类是超出规范允许范围内的，但并不影响结构安全问题的裂缝，这种裂缝一般需处理才能满足使用功能以及结构耐久性等；第三类是裂缝较大，影响到结构安全性的裂缝，这种裂缝的构件往往需要进行结构加固处理或拆除重建。处理方法大致两种，一是抹面处理，材料可为高强微膨胀砂浆，抗渗聚合物砂浆或用环氧玻璃封闭；二是压力灌浆法，材料可为水泥灌浆，水泥D水玻璃灌浆，环氧树脂以及现在所应用的一些化学聚合物等。

2.1施工材料的选用，严把质量关

1）水泥：严禁选用安全性不符合要求的水泥，可以使用水化热比较低的水泥。

2）细骨料：最好选用空隙较小、颗粒较粗，而且含泥量比较低的中砂。

3）粗骨料：这与选用细骨科的要求有所不同，适宜选用空隙率小，级配良好、无碱性反应的石料，必须控制粘土含量以及有害物质含量不超过有关的规定。

4）外掺剂：宜外掺剂有多种，为了有效改善混凝土的工作性能，可以选用减水剂等外掺剂，这样就能够降低混凝土的用水量，减少其收缩。

2.2混凝土施工

混凝土的施工过程也会导致裂缝的产生，因此在混凝土浇筑时，为了防止混凝土出现离析的现象，要保证振捣适度、均匀。此外混凝土的养护也很重要，要加强混凝土的早期养护，可以适当延长养护时间。当外界环境发生变化时，可以适当采取有效地养护方法，例如在气温高、湿度低或风速大的条件下，可以提前采取喷水养护的方法，如果喷水养护依然不能够保证混凝土的湿润，或者是浇水有一定的困难，可以在混凝土的表面覆盖一层保湿材料，这样也能起到防止裂缝出现的效果。

2.3科学合理的设计构造

1）由于平面复杂的建筑物容易产生扭曲等附加应力而使得混凝土产生裂缝，所以在建筑平面选型是，在保证使用要求的前提下，一定力求简单，防止造成墙体及楼板的开裂。

2）保证建筑物的长与高之比在合适的范围之内，因为长高比越大，就会使建筑物的整体刚度越大，进而调整不均匀沉降的能力就越强。

3）在设计构造中，如何减少地基的不均匀沉降也是一大难题，因此在设计中，可以采取调整地基的埋置深度、不同的垫层厚度以及不同的地基计算强度等方法，尽可能的减少来地基的不均匀下沉。

2.4施工技术

1）合理安排施工顺序。每一道施工工序都有特定的位置，因此在施工时，一定要考虑各个工序之间的合理性。例如当相邻建筑物的间距较近时，一般应先施工较深的基础，主要是防止基坑开挖对已经建好的基础大地基造成破坏。

2）加强地基的检查与验收工作。在地基开挖完以后，勘察以及设计单位还要注重对基坑的当场验收工作。对于比较复杂的地基，在基坑开挖后，设计方还要要求勘察补钻探，如果探出地基中存在不利地质情况时，要采取加固处理的方法，然后再进行检验，指导验收合格后才能够进行下一步的施工工序。

3.结语

通过对混凝土裂缝形成的原因和预防措施作了初步探讨，认为只要采取以防为主，在大体积混凝土结构的设计、混凝土材料的选择、配合比优化、拌制、运输、浇筑、保温养护，以及加强施工过程中各环节的控制，采取了一系列的技术措施，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。