混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

[摘要] 建筑工程中如果出现大面积的混凝土开裂则会导致发生工程事故，这将严重影响建筑工程施工。混凝土开裂后其性能将发生很大的改变，从而影响建筑工程的耐用性和安全性。因此本文将就混凝土发生结构开裂的原因和机理进行分析，提出相关的预防措施，从而确保混凝土质量，避免裂缝的产生。

关键词：混凝土；裂缝；控制措施

Abstract: the construction of a massive concrete cracking if will result in the engineering accident happen, this will seriously affect architectural engineering construction. Concrete cracking the performance after will undergo great changes, which affect architectural engineering durability and safety. Therefore this paper will occur the cracking reason for the concrete structure and mechanism is analyzed, and the relevant prevention measures, so as to ensure that the quality of concrete, avoid the creation of cracks.

Keywords: concrete; Crack; Control measures

一、建筑施工中几种部位出现裂缝的分析

1.1 基础混凝土板出现裂缝原因分析

随着市政建设的发展，目前在纵多城市中高层建筑的建设速度非常迅速，地下室的建设越做越深，底板的厚度也越来越厚。高层建筑中以底板作为受力的结构，因此对底板的要求较高，需要一次性进行整体浇筑。从大量的实践可知，大体积混凝土裂缝产生的原因主要由于温度不均引起的。[1]大面积的混凝土经浇筑后，由于其本身的面积较大，积聚在底板内部的热气不容易散发，因此混凝土内部的温度显著性地增高，从而使其内部产生巨大的应力，导致表面的拉应力增大，而此时混凝土的强度相对较低，在拉应力的作用下就会使表面产生裂缝。而在进行降温阶段的浇筑时，混凝土由于存在地基的约束而发生自主性收缩，当升温上升时，则产生较大的压应力，从而导致混凝土内部出现裂缝，最后导致贯穿性裂缝的产生。

1.2 地下室混凝土裂缝产生原因分析

地下室裂缝产生的原因主要是与其内部产生的应变力有关，混凝土在浇筑硬化的过程中其表面因收缩而产生应变力从而导致在降温的过程中出现裂缝。但其与大面积混凝土发生裂缝又有不同之处，主要表现为窗板受到外围、基础楼板极大的约束力，当这种约束力超出混凝土内部所能承受的应变力时，则会导致混凝

土本身产生裂缝。内楼板及墙板受外环境的影响较大，室内外温度的温差较大，从而使表面出现裂缝的机率较大。地下室的养护较困难，降温的速度较快、内部散热较慢，混凝土容易出现松散的结构。[2]

二、高层建筑混凝土出现裂缝的原因

在高层建筑中，钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因有以下几方面：外部负载过大引起出现裂缝隙；由于设计模型与实际工作状态不同而发生结构的改变而导致出现裂缝；温度、膨胀、收缩及不均匀等原因引起混凝土内部结构出现裂缝；大面积的混凝土结构中由于水泥用量多，水热化温度的变化较大及收缩作用从而导致混凝土产生温度裂缝。

2.1 混凝土水热化导致裂缝出现的机理

在大面积的混凝土施工中，由于水泥在水热化过程中释放出大量的水热化，导致体积变大，热量不容易散发，从而导致温度上升较快，当混凝土体积膨胀较大时，其内部的应变力将增大，从而导致混凝土受到约束力的限制。温度的变化引起混凝土内部单元之间出现约束，从而产生干缩应力，当温度传输率小于热度传导率时，混凝土由于自身体积的变化而不能产生自由的伸缩反应，从而导致裂缝的出现。

2.2 混凝土温度应力的分析

混凝土温度应力产生分为三个阶段，初期：当混凝土浇筑后至水泥内部放热基本结束，所需要的时间实际为30天。这个阶段混凝土需要放出大量的水化热气，与此同时混凝土本身的弹性模量将发生急剧性的反应，由于弹性模量的变化，使得混凝土内部形成参与应力。中期：自水泥放热结束至混凝土冷却至温度稳定为止，在这个阶段中，温度的应力主要是由于混凝土冷却与外界气温所引起的温度变化所致的，这些应力是由于早期的残余应力叠加引起的，在这个阶段中混凝土的弹性模量发生的变化并不大。后期：混凝土冷却后，其温度应力主要是与外界温度变化有关系，当这个阶段的应力与前阶段残余应力相叠加引起的。[3]

三、混凝土裂缝控制措施

混凝土的控制措施主要是杜绝有害裂缝的产生，并减少和避免使用一些表面存在裂缝的混凝土。通过合理化的设计施工、对混凝土结构原料进行控制，并在浇筑时采取控制措施可提高混凝土的利用效率。

3.1 对施工配合比进行合理的设计

由于混凝土的各项指标性能的要求比较高，因此可根据工程所在的位置和条件，因地制宜，对砂率、水灰的比例、混凝土的用量、掺合料的用量进行科学化的设计及选择最优的方案。选择合适的沙石比例对控制混凝土开裂是起着积极的作用的，混凝土自身的干燥收缩率会随着沙石的增加而变大的。由于砂率的比例

增加，会导致混凝土的弹性模量变大，从而导致收缩量减少，而且粗的基质会对混凝土的收缩产生作用应力，从而减少混凝土发生开裂的机率。在搅拌混凝土时应尽可能选择粒径较大的粗骨料，并在少筋或无筋的混凝土中适当掺入不超过总量20%的大石块，以达到节省水泥降低混凝土水热化的作用。

选用一些低热化的水泥，可减少水泥在搅拌过程中产生的水热化作用，同时降低混凝土内部的温度。选用硅酸盐水泥、火山灰质水泥，可减少混凝土后期的强度，从而减少每立方使用混凝土的数量。在混凝土中加入优质的粉煤灰即采用双渗技术，掺入缓凝剂及减水剂，从而减少水泥的用量，降低水泥出现水热化的时间，从而延长混凝土凝固的时间，提高混凝土防水能力。[4]

3.2 混凝土原材料的选择和控制

在选择混凝土材料时，应优先考虑水热化低的水泥混凝土，如硅酸盐水泥，施工的过程中尽量避免使用含泥量高的集料，因为含泥高的材料会到混凝土表面的机械粘结力出现下降，从而增加混凝土的拉伸强度，引致裂缝的产生。降低水泥的用量和降低混凝土的温度，可降低混凝土浇筑内外温度的变化。加入掺合料如粉煤灰、矿粉等混合料可明显改善混凝土的可靠性和工作能力。采用精细度较粗的煤碳粉可增加混凝土的需水量，降低混凝土发生开裂的可能性。

3.3混凝土浇筑时的控制措施

加强混凝土浇灌震捣、提高混凝土自身的密度，混凝土应尽可能晚些拆模，拆模后其表面温度不宜下降超过15度，对混凝土采用二次震捣技术，可有效改善混凝土的强度，提高混凝土的抗开裂性。混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土采用降温措施，以降低混凝土自身的约束力，充分利用混凝土的抗拉强度，提升混凝土的抗裂能力。

四 、小结

混凝土裂缝出现的原因较为复杂，裂缝的出现也是不可避免的，因此对抗混凝土裂缝的方法在于“防”而不是在于“治”。由于各种的原因，会导致混凝土出现裂缝，因此裂缝出现后续根据裂缝的特点查明原因，根据裂缝的特点找出科学的解决方法。加强对施工过程的监督，严格遵守施工技术规程，可有效提高施工的水平，减少裂缝的产生，避免由于裂缝而导致建筑事故的发生。

参考文献：

[1]许红梅;王忆宁;高性能混凝土施工质量控制措施[J];铁道建筑;2010.2(4):259~260

[2]聂汾平;浅谈混凝土施工的质量控制[J];山西科技;2010.5(7):214

[3]胡惠林;混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及防治[J];山西建筑;2010.6(12):189~190

[4]焦斌;混凝土结构裂缝产生原因及控制措施[J];中国新技术新产品;2010.5(12):587

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。