普通混凝(ning)土(tu)裂(lie)縫產生的原因

1荷載引起的裂縫

混凝(ning)土在常規(gui)靜(jing)、動荷載(zai)(zai)及(ji)次應力(li)下產生的裂(lie)(lie)(lie)縫稱荷載(zai)(zai)裂(lie)(lie)(lie)縫，歸納(na)起來主要有直(zhi)接應力(li)裂(lie)(lie)(lie)縫、次應力(li)裂(lie)(lie)(lie)縫兩種。直(zhi)接應力(li)裂(lie)(lie)(lie)縫是指外(wai)荷載(zai)(zai)引(yin)(yin)起的直(zhi)接應力(li)產生的裂(lie)(lie)(lie)縫, 次應力(li)裂(lie)(lie)(lie)縫是指由外(wai)荷載(zai)(zai)引(yin)(yin)起的次生應力(li)產生裂(lie)(lie)(lie)縫。

荷載(zai)裂(lie)縫特(te)征依荷載(zai)不同而(er)異(yi)呈(cheng)現(xian)不同的特(te)點。這類裂(lie)縫多出現(xian)在(zai)受拉(la)區、受剪區或(huo)振動嚴重部位(wei)。但必須指出，如果(guo)受壓(ya)區出現(xian)起(qi)皮或(huo)有沿受壓(ya)方向的短(duan)裂(lie)縫，往(wang)往(wang)是結構達到承載(zai)力極限的標志(zhi)，是結構破壞的前兆，其原因往(wang)往(wang)是截面尺(chi)寸偏小(xiao)。

2溫度引起的裂縫

混凝(ning)土具(ju)有熱脹冷縮性質(zhi)，當(dang)外部環境或(huo)結構(gou)內(nei)部溫度(du)(du)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)(hua)，混凝(ning)土將(jiang)發(fa)生(sheng)變(bian)形(xing)，若(ruo)變(bian)形(xing)遭到約(yue)束(shu)，則在結構(gou)內(nei)將(jiang)產生(sheng)應力(li)，當(dang)應力(li)超(chao)過混凝(ning)土抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)時即(ji)產生(sheng)溫度(du)(du)裂(lie)縫。在某些大(da)跨徑橋梁中(zhong)，溫度(du)(du)應力(li)可以達到甚至(zhi)超(chao)出活載應力(li)。溫度(du)(du)裂(lie)縫區別其它裂(lie)縫最主要特征(zheng)是將(jiang)隨溫度(du)(du)變(bian)化(hua)(hua)而擴張或(huo)合攏。

3收縮引起的裂縫

在(zai)實(shi)際工程(cheng)中，混凝土(tu)因(yin)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)所引起的(de)裂縫是最常見的(de)。在(zai)混凝土(tu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)種(zhong)類中，塑性收(shou)縮(suo)(suo)(suo)和縮(suo)(suo)(suo)水收(shou)縮(suo)(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)(suo)）是發生(sheng)混凝土(tu)體積變形的(de)主要原(yuan)因(yin)，另(ling)外(wai)還有自生(sheng)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)和炭(tan)化收(shou)縮(suo)(suo)(suo)。

塑(su)(su)性收(shou)(shou)縮，發生(sheng)在施(shi)工(gong)(gong)過程中(zhong)、混(hun)凝土(tu)(tu)澆筑后4~5小時左(zuo)右(you)，此(ci)時水(shui)(shui)泥水(shui)(shui)化(hua)反應激烈，分(fen)子鏈(lian)逐漸(jian)形成，出現泌水(shui)(shui)和水(shui)(shui)分(fen)急劇蒸(zheng)發，混(hun)凝土(tu)(tu)失水(shui)(shui)收(shou)(shou)縮，同時骨(gu)料(liao)因自重下(xia)沉，因此(ci)時混(hun)凝土(tu)(tu)尚未硬化(hua)，稱(cheng)為塑(su)(su)性收(shou)(shou)縮。塑(su)(su)性收(shou)(shou)縮所產生(sheng)量級很大，可達(da)1%左(zuo)右(you)。在骨(gu)料(liao)下(xia)沉過程中(zhong)若受到(dao)鋼(gang)筋阻擋，便形成沿鋼(gang)筋方向(xiang)(xiang)的裂縫。在構件豎向(xiang)(xiang)變截面處如T梁(liang)、箱梁(liang)腹板(ban)(ban)與頂底板(ban)(ban)交接處，因硬化(hua)前沉實不(bu)均勻將發生(sheng)表(biao)面的順腹板(ban)(ban)方向(xiang)(xiang)裂縫。為減小混(hun)凝土(tu)(tu)塑(su)(su)性收(shou)(shou)縮，施(shi)工(gong)(gong)時應控(kong)制水(shui)(shui)灰比，避免過長時間的攪(jiao)拌，下(xia)料(liao)不(bu)宜太(tai)快，振搗要(yao)密(mi)實，豎向(xiang)(xiang)變截面處宜分(fen)層澆筑。

縮(suo)(suo)(suo)水收縮(suo)(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)(suo)），混凝土(tu)結硬(ying)以后，隨著表(biao)(biao)層水分逐步(bu)蒸發，濕度(du)逐步(bu)降(jiang)低，混凝土(tu)體積(ji)減小，稱為(wei)縮(suo)(suo)(suo)水收縮(suo)(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)(suo)）。因混凝土(tu)表(biao)(biao)層水分損失快，內部(bu)損失慢，因此產生表(biao)(biao)面(mian)收縮(suo)(suo)(suo)大、內部(bu)收縮(suo)(suo)(suo)小的(de)(de)不均勻收縮(suo)(suo)(suo)，表(biao)(biao)面(mian)收縮(suo)(suo)(suo)變形(xing)受(shou)(shou)到內部(bu)混凝土(tu)的(de)(de)約束(shu)，致使表(biao)(biao)面(mian)混凝土(tu)承(cheng)受(shou)(shou)拉(la)力，當表(biao)(biao)面(mian)混凝土(tu)承(cheng)受(shou)(shou)拉(la)力超過其抗拉(la)強度(du)時，便產生收縮(suo)(suo)(suo)裂縫。混凝土(tu)硬(ying)化后收縮(suo)(suo)(suo)主要就(jiu)是縮(suo)(suo)(suo)水收縮(suo)(suo)(suo)。如配筋率(lv)較大的(de)(de)構件(jian)（超過3%），鋼筋對混凝土(tu)收縮(suo)(suo)(suo)的(de)(de)約束(shu)比較明顯，混凝土(tu)表(biao)(biao)面(mian)容易出(chu)現龜裂裂紋。

自生(sheng)收(shou)縮，自生(sheng)收(shou)縮是混凝(ning)土(tu)在(zai)硬化過程中，水泥與(yu)水發(fa)生(sheng)水化反應，這種收(shou)縮與(yu)外界(jie)濕度無(wu)關，且可以是正的（即收(shou)縮，如普通硅酸鹽水泥混凝(ning)土(tu)），也可以是負(fu)的（即膨脹，如礦渣水泥混凝(ning)土(tu)與(yu)粉煤灰水泥混凝(ning)土(tu)）。

炭(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)收縮(suo)，大氣(qi)中的(de)(de)二氧化(hua)(hua)(hua)碳與水泥的(de)(de)水化(hua)(hua)(hua)物發生化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應引起的(de)(de)收縮(suo)變形。炭(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)收縮(suo)只有(you)在濕度(du)50%左右才能(neng)發生，且隨二氧化(hua)(hua)(hua)碳的(de)(de)濃度(du)的(de)(de)增加(jia)而(er)加(jia)快。炭(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)收縮(suo)一(yi)般不做計(ji)算(suan)。

混(hun)凝土收(shou)縮裂(lie)(lie)縫的特點是大部分屬表(biao)面裂(lie)(lie)縫，裂(lie)(lie)縫寬(kuan)度較細，且(qie)縱橫交錯，成龜裂(lie)(lie)狀，形(xing)狀沒有(you)任(ren)何規律(lv)。

4地基礎變形引起的(de)裂縫

由(you)于(yu)基礎(chu)豎向(xiang)不均勻沉(chen)降或水平方(fang)向(xiang)位移，使結(jie)(jie)構中產生附(fu)加應力，超出混凝土結(jie)(jie)構的(de)抗拉(la)能力，導致結(jie)(jie)構開裂。

5鋼筋銹(xiu)蝕引(yin)起的(de)裂縫

由于(yu)混(hun)凝土(tu)質量較差或保護(hu)(hu)層厚(hou)度不足，混(hun)凝土(tu)保護(hu)(hu)層受二氧化(hua)碳侵蝕(shi)(shi)炭化(hua)至(zhi)鋼(gang)筋(jin)(jin)表面(mian)(mian)，使鋼(gang)筋(jin)(jin)周(zhou)(zhou)圍混(hun)凝土(tu)堿度降低，或由于(yu)氯化(hua)物介入，鋼(gang)筋(jin)(jin)周(zhou)(zhou)圍氯離(li)子含量較高，均(jun)可引起鋼(gang)筋(jin)(jin)表面(mian)(mian)氧化(hua)膜破壞，鋼(gang)筋(jin)(jin)中鐵(tie)離(li)子與(yu)(yu)侵入到混(hun)凝土(tu)中的氧氣和(he)水分發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)反應(ying)，其(qi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)物氫氧化(hua)鐵(tie)體積(ji)(ji)比(bi)原來增長約2~4倍，從(cong)而(er)對周(zhou)(zhou)圍混(hun)凝土(tu)產生(sheng)(sheng)膨脹應(ying)力，導致(zhi)保護(hu)(hu)層混(hun)凝土(tu)開裂(lie)、剝離(li)，沿(yan)鋼(gang)筋(jin)(jin)縱(zong)向(xiang)產生(sheng)(sheng)裂(lie)縫，并(bing)有(you)銹(xiu)(xiu)跡滲到混(hun)凝土(tu)表面(mian)(mian)。由于(yu)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)，使得鋼(gang)筋(jin)(jin)有(you)效斷面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)(ji)減小，鋼(gang)筋(jin)(jin)與(yu)(yu)混(hun)凝土(tu)握(wo)裹力削(xue)弱，結構承載(zai)力下降，并(bing)將誘(you)發(fa)(fa)其(qi)它形式(shi)的裂(lie)縫，加劇(ju)鋼(gang)筋(jin)(jin)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)，導致(zhi)結構破壞。

要防(fang)止鋼筋銹(xiu)蝕(shi)(shi)，設計時(shi)應根據規范要求(qiu)控(kong)制裂縫寬度(du)、采用足夠的(de)保護(hu)層厚度(du)（當然(ran)保護(hu)層亦不能太厚，否則構件有(you)效高度(du)減小(xiao)，受(shou)力時(shi)將加大裂縫寬度(du)）；施工(gong)時(shi)應控(kong)制混(hun)凝(ning)土的(de)水(shui)灰比，加強(qiang)振(zhen)搗，保證混(hun)凝(ning)土的(de)密實性，防(fang)止氧氣侵入(ru)，同時(shi)嚴格控(kong)制含氯(lv)鹽的(de)外加劑用量，沿海地(di)區或其它存在腐蝕(shi)(shi)性強(qiang)的(de)空(kong)氣、地(di)下水(shui)地(di)區尤(you)其應慎重。

6凍脹引起的裂縫

大(da)氣(qi)氣(qi)溫(wen)(wen)低(di)于零度(du)(du)時(shi)，吸水(shui)飽(bao)和的混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)出現(xian)冰(bing)凍(dong)，游離(li)的水(shui)轉變(bian)成冰(bing)，體積膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)9%，因(yin)而混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)產生膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)應(ying)力(li)；同時(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)孔中(zhong)的過冷水(shui)（結(jie)冰(bing)溫(wen)(wen)度(du)(du)在-78度(du)(du)以下）在微觀結(jie)構中(zhong)遷移和重分布引起滲透壓，使(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)中(zhong)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)力(li)加大(da)，混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)強度(du)(du)降低(di)，并導致裂縫出現(xian)。尤其是混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)初凝(ning)(ning)(ning)時(shi)受凍(dong)最嚴重，成齡后(hou)(hou)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)強度(du)(du)損失(shi)可達30%~50%。冬季施工時(shi)對(dui)預應(ying)力(li)孔道(dao)灌漿后(hou)(hou)若不采取(qu)保溫(wen)(wen)措施也可能發生沿管道(dao)方向的凍(dong)脹(zhang)(zhang)裂縫。

7施(shi)工材(cai)料質量(liang)引(yin)起(qi)的裂縫

混凝土(tu)主要(yao)由水(shui)泥、砂、骨(gu)料、拌和水(shui)及(ji)外加劑(ji)組成。配置(zhi)混凝土(tu)所采用材(cai)料質量不合格，可能導致(zhi)結構(gou)出現(xian)裂縫。

8施工工藝質量引起的裂縫(feng)

在混(hun)凝土結構(gou)澆筑、構(gou)件制作(zuo)、起模、運輸(shu)、堆放(fang)、拼(pin)裝及吊裝過程中(zhong)，若施工(gong)工(gong)藝(yi)不合理、施工(gong)質量低劣(lie)，容易產(chan)生縱向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)、橫向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)、斜向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)、豎向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)、水平(ping)的(de)(de)(de)、表面的(de)(de)(de)、深進的(de)(de)(de)和貫穿的(de)(de)(de)各種裂縫，特別(bie)是細長薄壁(bi)結構(gou)更容易出現。裂縫出現的(de)(de)(de)部位和走向(xiang)(xiang)、裂縫寬度因(yin)產(chan)生的(de)(de)(de)原因(yin)而異。