摘要: 混凝土因其取材广、价格低、抗压强度高、易浇注成各种形状、易养护、耐火好、抗风化等优点而被公路、铁路、水利及建筑中广泛应用。但其最大的缺点是抗拉性能差、易开裂，这成为影响混凝土构件使用寿命的主要原因之一。混凝土硬化过程中，骨料与水泥石之间或水泥石本身产生肉眼几乎不可见的（宽度小于0.05mm）裂缝，通常称为微裂，随着各类荷载作用及进一步产生温差、收缩等情况下，部分裂缝会继续发展而演变成为可见的、对构件使用影响较大的有害裂缝。
　　关键词: 裂缝；原因；措施；
　　一、 收縮引起的裂缝：
　　在施工过程中，混凝土裂缝多半是因收缩所引起的，通称收缩裂缝。收缩裂缝包括塑性收缩裂缝、凝缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝及碳化收缩裂缝等。其中以塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝为多见。
　　1、 塑性收缩裂缝：一般产生混凝土浇筑后4小时左右，此时水泥水化反应较为激烈，当环境温度高、风速大，混凝土表面水分急剧蒸发，混凝土便会失水引起收缩，因此阶段混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩一般出现在暴露构件的表面，形状规则、长短不一，互不连贯、深度较浅，多出现在构件竖向变截面处。
　　2、 沉降收缩裂缝：多出现在混凝土初凝阶段，裂缝一般顺钢筋通长方向或箍筋上断续出现，裂缝呈“V”字形，宽度1~4mm，深及钢筋表面。因混凝土振捣后，粗骨料沿竖向沉落，当这种沉落受到钢筋、预埋件或先前凝固的混凝土的阻碍、约束时，或混凝土自身各部分沉降量相差过大时，均会出现沉降裂缝。
　　3、 干燥收缩裂缝：裂缝宽度多在0.05mm~0.2mm之间，为表面裂缝，呈纵横交错、无规律分布。该裂缝多出现在构件在露天裸置一段时间之后，会随外界湿度的变化而发展。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生因干燥引起的收缩裂缝。
　　混凝土收缩裂缝一旦发展为有害裂缝，则直接影响结构物的寿命。空气会通过裂缝对钢筋产生锈蚀，使氧化后的钢筋表面产生体积膨胀，进而加大裂缝，直至混凝土沿钢筋表面剥脱，最终导致构件的破坏。因而对收缩裂缝进行研究是非常必要的。
　　通过观察发现，混凝土收缩裂缝大部分属于表面裂缝，裂缝宽度较细，成龟裂状，形状无规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：
　　1、 水泥的使用：使用收缩率较大的水泥，如矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥混凝土收缩性较低；水泥用量越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长；为了提高混凝土的早期强度，施工中经常无原则增加水泥用量，这样做的结果加大了裂缝出现的机会。
　　2、 骨料的使用：过量使用粉砂会加大混凝土的体积收缩；同时粗骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等，其吸水率较小，相对收缩性亦较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大，其收缩性亦较高。
　　3、 水灰比的选择：混凝土水灰比过大，或模板、保护层垫块过于干燥，均会引起混凝土的局部收缩。
　　4、 外加剂的选择：外加剂的保水性越好，则混凝土收缩越小。
　　5、 养护方法：良好的养护可以缩短混凝土的水化反应过程，使混凝土获得较高的强度。养护时保持湿度越高，气温越低，养护时间越长，则混凝土的收缩越小。
　　6、 外界环境的影响：空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩也越快。
　　为减小混凝土收缩，可采取以下措施：
　　1、 施工时应控制水灰比及水泥用量，选择良好的级配，减小空隙率及砂率；
　　2、 混凝土振捣要密实，浇注前对混凝土界面及模板应用水充分湿润；
　　3、 对已完成的部分应及时用麻袋或棉毡覆盖并保湿养护，尤其在风大、炎热的环境条件下更要加强表面的压抹及养护工作。
　　4、 如结构物表面粗造、粗骨料较多、难以压光时，可采取适量撒稠水泥浆的方式进行压光，避免撒干水泥进行刮抹，以减少凝缩裂缝的产生。
　　5、 对于由下至上截面相差较大的构件，在浇筑时应先浇较深部位，且控制浇筑速度，以避免沉降过大导致沉降裂缝。
　　6、 避免对混凝土表面过度收光或过振；在冬季施工时，避免在通风状况不佳的情况下用火炉加热的方式进行保温养护，提倡用蒸汽养护。
　　二、 温度裂缝：
　　表面温度裂缝多发生在施工期间，一般表现为走向无一定规律性；梁板类或长度尺寸较大的结构构件，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化。
　　表面温度裂缝的产生，大致有以下原因：
　　1、 表面温度裂缝大多由于温差较大引起的。因混凝土具有热胀冷缩性质，混凝土结构构件尤其是大体积混凝土，在硬化期间水泥放出大量的水化热，致使混凝土内部与表面温差较大。此时表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。
　　2、 在冬季施工时，养护措施不力，导致混凝土表面温度起伏不定，或养生覆盖物、养生棚拆除过快，温度下降梯度过大，而受到肋部或模板的约束，常导致构件表面、截面变化处或肋部出现裂缝引起温度裂缝。
　　3、 当浇筑箱形混凝土结构物时，箱体内外的通风差，导致箱体内外产生较大温差，进而因结构物不能承受过大的环向温度应力而产生温度裂缝。
　　4、 当大体积混凝土基础、墙体浇筑在坚硬地基、特别是岩石地基上时，没有采取隔离层等放松约束的措施。当混凝土降温收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束，将会在混凝土内部出现很大的拉应力，产生降温收缩裂缝。
　　对温度裂缝可采取以下预防措施：
　　1、 合理选择原材料和配合比，采用级配良好的石子；砂、石含泥量控制在规定范围内；对高标号混凝土掺加减水剂，降低水灰比；控制水泥用量；严格施工分层浇筑振捣密实，以提高混凝土抗拉强度。
　　2、 对大体积混凝土尽量采用低水化热水泥，或在不影响结构功用、设计强度的前提下，在混凝土内部埋置循环冷却水管，以有效降低混凝土内外温差；也可在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。在设计允许的情况下，可掺入不大于混凝土体积25%的块石，以吸收热量，并节省混凝土。
　　3、 加强早期养护，提高抗拉强度。对薄壁结构要适当延长拆模时间，使之缓慢地降温。拆模时，块体中部和表面温差控制不大于20℃，以防止急剧冷却，造成表面裂缝，基础混凝土拆模后应及时回填。
　　4、 加强温度控制，混凝土拌制时温度要低于25℃；浇筑时要低于30℃。浇筑后控制混凝土与大气温度差不大于25℃，混凝土本身内外温差在20℃以内；加强养护过程中的测温工作，发现温差过大，及时覆盖保温，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效降低约束应力，提高结构抗拉能力。
　　三、 沉陷裂缝：
　　沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般与地面垂直或呈30°~ 45°角方向。较大的贯穿性沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的错距，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。沉降裂缝的产生原因 一般有以下几点：
　　1、施工中构件下面的地基承载能力不均，或局部存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，当混凝土浇筑后，地基产生不均匀沉降而引起裂缝。
　　2、现场平卧生产的预制构件，底模部分支撑在回填土上，养护时浸水局部下沉，由于构件侧向抗弯能力很差，在构件的上侧面常出现裂缝。
　　3、结构物順长方向截面变化大，各部自重荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇筑后因地基受力不均，产生不均匀下沉，导致局部应力集中而出现裂缝。
　　4、模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上；以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现。
　　5、冬期施工，模板支架支承在冻土层上，上部结构未达到规定强度时地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。
　　对沉降裂缝有以下预防措施：
　　1、对软硬地基、松软土、填土地基应进行必要的夯（压）实和加固。避免直接在较深的松软土或填土上平卧生产较薄的预制构件。
　　2、模板应支撑牢固，保证整修支撑系统有足够强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能过早，应按规定执行。
　　3、结构各部荷载悬殊的结构，适当增设构造钢筋。
　　4、构件制作场地周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。
　　5、模板支架一般不应支承在冻胀性土层上，如确实不可避免，则应加垫板，做好排水，覆盖好保温材料。
　　五、张拉裂缝：
　　预应力梁板常在上表面或端头（包括横肋端头和纵肋端头）出现裂缝。板面裂缝多为横向，在板角部位呈45°角度；端横肋靠近纵肋部位的裂缝，基本平行于肋高；纵肋端头裂缝呈斜向。此外，预应力构件的端头锚固区，常出现沿预应力筋方向的纵向裂缝，并断断续续延伸一定长度范围。桁架端头有时还出现垂直裂缝，其中拱形桁架上弦往往产生横向裂缝。
　　这种裂缝产生的主要原因有：
　　1、后张法预应力构件，张拉后沿预应力筋孔道方向出现纵向裂缝。主要因为施工中预应力孔道定位不力或不准，孔道偏向一侧，当张拉时预应力筋会对孔壁产生较大的侧向分力，如遇混凝土较薄时，就会沿孔道侧面出现裂缝，严重时会产生局部崩裂。
　　2、预应力板类构件的板面出现裂缝，主要因为预应力筋放张后，由于肋的刚度差，当控制力偏高时，受压后产生反拱，使板面出现拉应力，加上板面与纵肋收缩不一致，也使板面受拉，两种应力值叠加，当超过混凝土抗拉强度，便会出现横向裂缝。
　　3、板面四角斜裂缝是由于端横肋对纵肋压缩变形的牵制作用，而在四角区出现对角线方向拉应力，加上收缩作用而引起裂缝。
　　4、预应力桁架、托架等端头沿预应力方向的纵向水平裂缝，主要是构件端部节点尺寸不够和未配置足够的横向钢筋网片或钢箍，当张拉时，由于垂直预应力钢筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外，混凝土振捣不密实，张拉时混凝土强度偏低，以及张拉力超过规定等，都会引起这种裂缝出现。
　　对于张拉裂缝的预防措施，有以下几点：
　　1、选择良好的混凝土配合比，加强混凝土振捣，保证混凝土的密实性和强度。
　　2、预应力锚下的局部补强钢筋网片须保证其位置、数量；预应力锚下螺旋筋应按要求放置准确；预应力锚垫板定位要准确，保证预应力孔道轴线在端部与锚垫板承压面垂直，以防因混凝土局部偏心受压而破裂。
　　3、后张法施工时，张拉顺序应遵循全断面先受拉区、后受压区，且由中心向两侧对称进行的原则进行。必要时要进行计算，以板面不出现拉应力为度，使纵肋预应力钢筋引起的反拱减小，避免板面出现受拉裂缝。
　　4、混凝土必须达到设计要求的强度，再进行预应力张拉或放张。操作时，控制应力应准确，并应缓慢放松预应力钢筋。
　　5、模胎端部加弹性垫层或设置滑动面，或减缓模胎端头角度，并选用有效隔离剂，以防止或减少卡模现象。
　　六、结束语：
　　导致混凝土构件产生裂缝的因素很多，由设计计算、原材质量，到施工工艺、营运管理，每一环节出现问题，均会导致裂缝的产生，乃至直接影响结构物的使用寿命，甚或直接破坏，造成巨大的伤亡及经济损失。因此，要有效控制构件裂缝的产生、保证结构物的使用寿命，需要从设计、到施工、监理、运营管理、维修等各环节着手，进行有效地、科学地、严格地控制，并认真遵循现行施工规范及技术标准。唯有如此，才能防患于未然，才能使结构物的使用寿命得以保证乃至延长，这也是我们所有业内工程技术人员、管理人员所共同期望的。
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