1、1混凝土裂缝的成因与控制内容提要：通过对混凝土裂缝成因与控制方法的探讨，以提高混凝土的耐久性和安全性 关键词：裂缝、混凝土收缩、耐久性 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题，下面就我从事工程施工的实践经验，谈谈混凝土裂缝形成的原因和有效的控制方法。 一、裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝的问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手，正确判断和分析混凝土的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。 （一） 、设计原因 1、设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝； 2、设计中对构件施加预应力不当，因预应力过大
2、或偏心造成构件的裂缝； 3、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起墙板、楼板裂缝； 4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形； 5、设计中采用的混凝土强度等级过高，造成水泥用量过大，从而造成收缩裂缝； 6、高层建筑基础设计往往是一致的，而每根柱的荷载不一定相同，2必然产生不均匀沉降，尤其是角柱和核心筒剪力墙与其它柱有较大的沉降差，导致构件开裂； 7、设计时按承载力计算，忽视了变形验算和构造要求，配置钢筋直径大，间距大，造成裂缝； 8、楼板角部未设计放射筋，当角部弯矩较大时出现角部裂缝； 9、楼板中埋设直径较大的水、电管，甚至管子重叠交叉，造成楼板局部混凝土厚度较小，很容易开裂。 从设计的角度看，大
3、部分现浇钢筋混凝土构件属于受弯构件，受拉区肯定存在拉应力，从理论上说，出现裂缝是必然的，根据钢筋混凝土结构受弯构件裂缝和变形验算公式。 Wmax=2.10 s/EsLcrWmax =1.1-0.65ftk/（ets） s=MK/0.87AshO Lcr=（2.7C+0.1d/et）V 式中：Wmax 构件最大裂缝宽度 Wmax 构件允许裂缝宽度 钢筋应力不均匀系数 s 裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力 Es 钢筋弹性模量 et 有效配筋率 C 混凝土保护层厚度 d 纵向受拉钢筋直径 3V 钢筋表面形状系数 由上述公式可看出，受弯构件的裂缝宽度与以下因素有关： 构件的截面有效高度 h0；混凝土强度等
4、级；钢筋的强度；钢筋的直径；混凝土保护层厚度；钢筋和混凝土的握裹力。构件的截面有效高度越大，混凝土强度等级越高，保护层越小，钢筋的强度越高，直径越小，配筋率越小，钢筋和混凝土的握裹力越好，受弯构件的裂缝宽度就越小。（二） 、材料原因 1、粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生； 2、骨料粒径细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增加，收缩量增大； 3、水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥、快硬水泥收缩大，粉煤灰水泥和矾土水泥收缩值小； 4、混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当，会严重增加混凝土收缩； 5、水泥等级和
5、混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、混凝土强度等级越高，早期强度越快，混凝土脆性越大，越容易开裂。 （三） 、混凝土配合比设计原因 1、设计中水泥等级或品种选用不当。 2、配合比中水灰比（水胶比）过大。 43、单方水泥用量越大，用水量越高，表现为水泥浆体积越大，坍落度越大，收缩越大。 4、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。 5、配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、沁水、保水性不良，增加收缩值。 （四） 、施工及现场养护原因 1、现场浇筑混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣捧抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。 2、高空浇
6、筑混凝土时，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。 3、大体积混凝土浇筑时，对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。 4、大体积混凝土工程，如少于两次抹面，容易产生表面收缩裂缝。 5、现场模板拆除过早和施工荷载的过早施加，超载也是造成混凝土早期裂缝的主要原因。 6、现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。 7、现场预应力张拉不当（超张、偏心） ，引起混凝土张拉裂缝。 （五） 、收缩引起的裂缝 收缩裂缝最为常见，主要为塑性收缩、干燥收缩、自生收缩。 1、塑性收缩发生在混凝土凝固阶段，尤其是初凝阶段，此时水泥水化反应较强烈
7、，混凝土中水分蒸发很快，可塑性也同时失去。塑性收缩量级很大，尤其是水灰比大的混凝土。 52、干燥收缩发生在混凝土凝固后，随着混凝土表面的干燥，表层混凝土体积缩小，而内部混凝土失水较慢，体积变化小，因内外变化的差异，使表面混凝土产生拉应力，而此时混凝土强度较低，便产生干缩裂缝。 3、自生收缩发生在混凝土的后期硬化过程中，由于水泥的水化反应，体积会缩小，尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥搅拌的混凝土。 （六） 、温度引起的裂缝 当环境温度发生变化时，混凝土将发生变形，变形遭受钢度、强度较大的构件约束时，构件将产生拉应力，应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝。 （七） 、使用及外届因素的原因 1
8、、构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。 2、使用荷载超负。 3、火灾、轻微地震等意外事故引起构筑物的裂缝。 4、周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的腐蚀，引起裂缝。 5、野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等原因，引起裂缝。 二、裂缝的控制措施 （一） 、优化工程设计 1、提高构件的强度和刚度是防止构件开裂的有效措施，因此应适当增加构件有效面积和配筋率。 2、合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置，尽量让其重合，减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调，确保建筑物均匀沉6降。 3、楼板钢筋设计应采用细径密排，最好采用双向双层钢筋，角部设置放射筋，预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠
9、、交叉。 4、设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面的原因等而不得已时，应充分考虑采用加强措施。 5、积极采用补偿收缩混凝土等高性能混凝土。在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺加膨胀剂来补偿混凝土的收缩。 6 、重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。 7、对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用 60 天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用减水剂、膨胀剂、粉煤灰等各类行之有效的混凝土掺合料。
10、 （二） 、材料选择和混凝土配合比设计方面 1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强型的水泥。 2、选用级配优良的砂、石等原材料，含泥量应符合规范的要求。 3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺和料和外加剂目前已作为混凝土的第五、第六大组成部分，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 74、选用高性能混凝土。比如采用补偿收缩混凝土，在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩。 5、严格控制水灰比。混凝土水灰比尽量控制在 0.50 以下，同时应控制水的总量，若采用泵送混凝土时，水的用量应控制在
11、 190kg/m3 以内，如果坍落度不满足要求，应采用高效减水剂解决。水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量，提高其抗裂性能。 6、在保证混凝土强度的前提下，尽量降低水泥、砂含量，提高石子用量。 7、配合比设计人员应积极深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、实际操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石等原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。 （三） 、现场施工方面 1、通过控制受弯构件钢筋绑扎位置的准确性来保证受弯构件截面的实际有效高度。 2、保证混凝土的质量 混凝土的强度等级要依靠组成材料的材质、混凝土的配合比、搅拌质量、浇筑过程和时间
12、、以及浇筑后的养护等来保证。从组成材料来说，水泥品种选择合理、水泥质量合格并未过期、粗细骨料的级配符合标准、含泥量及含碱量不超标、水质合格、添加剂选用合理等。水灰比是影响混凝土强度的关键，有的商品混凝土为保证流动性，加大了水灰比造成了混凝土在养护过程中开裂。因此必须采取措施，严格控制水灰比，防8止此类问题的发生。混凝土搅拌时必须按照配合比过磅入料，搅拌应均匀，搅拌时时间应控制，应在一定的时间内浇筑，边浇筑边振捣以防止混凝土的离淅。浇筑后注意养护，如在冬季施工还应注意采取防冻措施等。 、浇捣工作：浇捣时，振捣棒要快插慢拨，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过捣或漏捣，应提倡采用二次振捣
13、、二次抹面技术，以排除沁水、混凝土内部的水分和气泡。 、混凝土养护工作；在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤其重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为 14 天28 天。 、加强混凝土的保温和保湿工作：对于大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大引起的温度裂缝。 、避免在雨中或大风中浇筑混凝土。 、对于地下结构混凝土，应尽早回填土，
14、对减少裂缝有利。 、夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。 3、保证钢筋的质量 钢筋应有合格证，其中应有化学成分、物理力学性能。 9同时应按照规范要求进行抽样试验，对冷轧带肋钢筋，特别应有延伸率的试验结果并满足要求；对表面锈蚀的钢筋应除锈。 4、保证钢筋施工的位置正确 在钢筋绑扎时，应采取措施保证其间距，同时应保证混凝土保护层厚度。 5、保证模板的支撑牢固 混凝土未凝固前，模板有任何移动，混凝土就会开裂。模板支撑设计要考虑到其上各种作用荷载的大小，模板支撑的承载力和稳定性应满足要求。 综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、施工及使用方等多方面的配合。 随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信圆满解决混凝土裂缝问题指日可待。参考资料：武汉工业大学出版的工业与民用建筑专业教材钢筋混凝土结构
