浅谈混凝土结构裂缝的分类及预防

　　摘要：本文介绍了混凝土结构裂缝的分类及预防措施，对混凝土设计及施工有一定借鉴意义。
　　关键词：混凝土结构,裂缝分类,预防
　　随着我国经济的发展，大量混凝土结构兴建并投入使用。但不管是在建造过程中，还是在使用过程中，有较多的混凝土结构物都出现了裂缝，这不仅影响结构物美观、给使用者造成较大的心理压力，更有可能影响到结构物的安全性能。因此，我们应当对混凝土结构的裂缝给予充分重视，并尽量预防它的出现。
　　一、混凝土结构裂缝的分类
　　混凝土结构裂缝有多种分类方法。如按照裂缝的深度可以分为：表面裂缝（浅层裂缝）、深层裂缝（裂缝延伸至部分结构面）及贯穿裂缝（裂缝将结构分离）；按照裂缝开度的变化可以分为：死裂缝（裂缝的宽度及长度不再变化）、活裂缝（裂缝的宽度随条件而变，长度基本不变）及增长裂缝（裂缝的宽度或长度随时间而增长）。本文将混凝土结构的裂缝按照产生原因分为以下几类：
　　（一）过载裂缝
　　一般来说，当混凝土结构承受超过其设计荷载的外荷载时，混凝土的拉应力就会超过其允许的抗拉强度，裂缝也就随之产生了。
　　（二）温度裂缝
　　混凝土浇筑后，在硬化期间由于水化反应会放出大量水化热，内部温度不断上升，而表面温度与环境温度接近，因此混凝土内外部会由于温差导致变形不一致，从而引起拉应力。而在后期的降温过程中，混凝土的收缩会受到外围边界的约束，当混凝土的收缩变形超过其极限拉应变时，也会出现裂缝。此外，当混凝土结构所处环境温度变化过大时，混凝土内部一侧与外部一侧温度差异过大同样会引起裂缝。温度裂缝的显著特征是它受温度变化影响大，随温度的变化而变化。
　　（三）钢筋锈蚀裂缝
　　钢筋锈蚀是由于混凝土保护层碳化、保护层太薄甚至钢筋裸露在外，使得外界的腐蚀性物质如氯离子、硫酸根离子等侵入并与钢筋发生化学反应。化学反应所产生的锈蚀产物为氢氧化铁，氢氧化铁的体积比同等份的铁的体积大2-4倍。因此，新生成的氢氧化铁对周围的混凝土将会产生较大的膨胀应力，一旦该应力超过混凝土的抗拉强度时，裂缝也就产生了。
　　（四）碱骨料反应裂缝
　　混凝土碱骨料反应是指水泥中的碱和骨料中的活性二氧化硅、微晶白云石及变形石英等发生的反应，可分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应。混凝土碱骨料反应的产物为吸水性很强的胶凝物质。该胶凝物质在有充足水分供应下，体积膨胀较厉害，这给混凝土带来较大的膨胀应力，甚至超过混凝土的抗拉强度，从而引起混凝土裂缝的出现。
　　二、混凝土结构裂缝的预防
　　（一）把好混凝土的材料关
　　科学调控混凝土的配合比，避免水灰比、水泥用量、砂率过大，避免使用粉砂。利用混凝土的后期强度（90d、180d）以降低水泥用量和温升，并选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥），使混凝土强度在形成初期的结构内外温差的控制难度降低。在粗骨料方面,宜采用改善的骨料级配，严格控制砂、石的含泥量。同时，掺加合适的外加剂，如减水防裂剂，起到改善混凝土性能的作用。
　　（二）合理设计
　　结构设计过程中，首先在概念设计上把关，选择科学合理的结构类型，继而进行结构布置，避免应力分布范围过大，应力集中等现象的出现。其次，应按照规范要求并结合结构物具体情况设置施工缝（伸缩缝），从而给混凝土结构以充分的变形空间。再次，在混凝土结构内外温差较大的部位，如房屋顶层，应设计成铰接结构，使结构可以灵活变形，自由伸缩。最后，在结构可能的薄弱处及对裂缝要求严格处应加强钢筋的布置，如露台及卫生间钢筋应双层双向布置，从而严格控制裂缝的出现及发展。
　　（三）精心施工、科学养护
　　浇筑混凝土应避开炎热天气及夜间。搅拌混凝土前，应采取措施（浇冷水等）降低混凝土拌合物温度。振捣后混凝土应密实、均匀，有利于混凝土水化反应的进行并及早形成强度。同时大体积混凝土应采用薄层浇筑，合理设置施工缝，在适宜位置设缝，严格控制分层浇筑厚度,以利用浇筑层面进行散热。
　　做好混凝土的保温、保湿养护，缓慢降温，降低温度应力。可通过浇水养护、蒸气养护、薄膜养护及干草养护等来避免表面发生急剧的温度梯度。对水化热过大的部位，可通过内部冷水管循环将热量导到混凝土外部。基础混凝土拆模后，应及时回填土，避免结构侧面长期暴露，因温差而产生裂缝。
　　（四）正常使用
　　在混凝土结构建成后，应在规定的设计条件下合理使用，避免结构承受的荷载超过设计荷载。一旦使用功能发生变化使其局部荷载甚至整体荷载超过设计荷载时，应及时进行设计校对，将结构应力控制在允许范围内。环境的变化影响也是不可忽略的，如邻近基坑的开挖影响、腐蚀性气体浓度增大等，对此，我们也都给予足够的重视，从而尽力防止裂缝的出现。
　　
　　参考文献：[1]冯乃谦等.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出版社,2006.6