普通混凝土裂縫產生的原因

1荷載引起的裂縫

混(hun)凝土在常規靜、動荷(he)載(zai)及次應力(li)下產(chan)生的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)稱荷(he)載(zai)裂(lie)(lie)縫(feng)，歸納起來主要(yao)有直(zhi)接應力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)、次應力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)兩種。直(zhi)接應力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)是(shi)指(zhi)外荷(he)載(zai)引起的(de)直(zhi)接應力(li)產(chan)生的(de)裂(lie)(lie)縫(feng), 次應力(li)裂(lie)(lie)縫(feng)是(shi)指(zhi)由外荷(he)載(zai)引起的(de)次生應力(li)產(chan)生裂(lie)(lie)縫(feng)。

荷載裂(lie)縫(feng)特征依荷載不(bu)同而異呈(cheng)現不(bu)同的特點。這類裂(lie)縫(feng)多出現在受拉區、受剪區或振動(dong)嚴(yan)重部位。但(dan)必須指出，如果受壓區出現起皮或有沿受壓方向的短裂(lie)縫(feng)，往往是結構達到承(cheng)載力極限的標志，是結構破壞的前兆，其(qi)原因往往是截(jie)面尺寸(cun)偏小。

2溫度引起的裂縫

混(hun)凝土具(ju)有熱脹冷縮(suo)性質，當外部環境(jing)或(huo)結構內部溫(wen)(wen)度(du)發生變(bian)化，混(hun)凝土將發生變(bian)形，若變(bian)形遭到(dao)約束，則在結構內將產(chan)生應(ying)力(li)，當應(ying)力(li)超(chao)過混(hun)凝土抗拉強度(du)時即(ji)產(chan)生溫(wen)(wen)度(du)裂(lie)縫。在某些大(da)跨徑(jing)橋(qiao)梁中，溫(wen)(wen)度(du)應(ying)力(li)可以達到(dao)甚至超(chao)出活載應(ying)力(li)。溫(wen)(wen)度(du)裂(lie)縫區別(bie)其它裂(lie)縫最主(zhu)要特征是(shi)將隨溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化而擴張(zhang)或(huo)合攏。

3收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土(tu)因收(shou)縮(suo)(suo)所引(yin)起(qi)的(de)裂縫是最常(chang)見(jian)的(de)。在混凝土(tu)收(shou)縮(suo)(suo)種類中，塑性(xing)收(shou)縮(suo)(suo)和(he)縮(suo)(suo)水收(shou)縮(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)）是發生混凝土(tu)體積變(bian)形的(de)主(zhu)要原因，另外還(huan)有自生收(shou)縮(suo)(suo)和(he)炭化收(shou)縮(suo)(suo)。

塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)(suo)，發生在施工(gong)過程中、混(hun)凝土(tu)澆筑后4~5小時左(zuo)右，此時水泥(ni)水化(hua)(hua)反應激烈，分子(zi)鏈逐漸形(xing)成(cheng)，出現(xian)泌水和水分急劇蒸發，混(hun)凝土(tu)失水收(shou)縮(suo)(suo)，同時骨料(liao)(liao)因(yin)自重下沉，因(yin)此時混(hun)凝土(tu)尚未硬化(hua)(hua)，稱為塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)(suo)。塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)(suo)所(suo)產生量(liang)級很(hen)大，可(ke)達1%左(zuo)右。在骨料(liao)(liao)下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形(xing)成(cheng)沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變(bian)截(jie)面處如T梁、箱(xiang)梁腹板與頂底(di)板交(jiao)接處，因(yin)硬化(hua)(hua)前(qian)沉實不(bu)均勻將發生表(biao)面的順腹板方向裂縫。為減小混(hun)凝土(tu)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)(suo)，施工(gong)時應控(kong)制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料(liao)(liao)不(bu)宜(yi)太快，振(zhen)搗(dao)要密實，豎向變(bian)截(jie)面處宜(yi)分層澆筑。

縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)），混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)結硬(ying)以后(hou)，隨(sui)著表層水(shui)分(fen)逐步(bu)蒸發，濕(shi)度(du)逐步(bu)降低，混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)體積(ji)減小，稱(cheng)為縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)（干縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)）。因混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)表層水(shui)分(fen)損(sun)失快，內部(bu)(bu)損(sun)失慢，因此產(chan)生(sheng)表面收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)大、內部(bu)(bu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)小的(de)不均(jun)勻(yun)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)，表面收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)變形受(shou)到內部(bu)(bu)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)的(de)約束，致使表面混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)承(cheng)受(shou)拉力，當表面混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)承(cheng)受(shou)拉力超過(guo)其抗拉強度(du)時，便產(chan)生(sheng)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)裂(lie)縫。混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)硬(ying)化后(hou)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)主要就是縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)。如配筋率較大的(de)構(gou)件（超過(guo)3%），鋼筋對混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)的(de)約束比較明(ming)顯，混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)表面容易出現龜(gui)裂(lie)裂(lie)紋。

自生(sheng)收(shou)(shou)縮，自生(sheng)收(shou)(shou)縮是混凝土(tu)(tu)在(zai)硬化(hua)過程中，水(shui)泥(ni)與水(shui)發生(sheng)水(shui)化(hua)反應，這種(zhong)收(shou)(shou)縮與外(wai)界濕度無(wu)關，且可以(yi)是正的（即(ji)收(shou)(shou)縮，如普通硅(gui)酸鹽水(shui)泥(ni)混凝土(tu)(tu)），也可以(yi)是負的（即(ji)膨脹(zhang)，如礦渣水(shui)泥(ni)混凝土(tu)(tu)與粉煤(mei)灰水(shui)泥(ni)混凝土(tu)(tu)）。

炭化(hua)(hua)收(shou)縮，大(da)氣中(zhong)的(de)二氧(yang)化(hua)(hua)碳與水(shui)泥(ni)的(de)水(shui)化(hua)(hua)物發生化(hua)(hua)學反應引(yin)起的(de)收(shou)縮變形。炭化(hua)(hua)收(shou)縮只(zhi)有(you)在濕度50%左右才(cai)能發生，且隨二氧(yang)化(hua)(hua)碳的(de)濃度的(de)增加而加快(kuai)。炭化(hua)(hua)收(shou)縮一般不做計(ji)算。

混凝土(tu)收縮裂縫(feng)(feng)的特點是大部分屬表面裂縫(feng)(feng)，裂縫(feng)(feng)寬度較細，且縱橫交錯，成龜(gui)裂狀，形狀沒(mei)有任何規律。

4地基(ji)礎變形引(yin)起的裂縫

由于基(ji)礎豎向(xiang)不均勻沉(chen)降或水平(ping)方向(xiang)位移，使結構中產生附加(jia)應力，超出混凝土結構的抗(kang)拉能力，導致結構開裂(lie)。

5鋼筋銹蝕引起的裂縫

由(you)于(yu)(yu)(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)質量較差或(huo)(huo)保護(hu)(hu)層(ceng)厚度(du)不足(zu)，混(hun)凝(ning)土(tu)保護(hu)(hu)層(ceng)受(shou)二氧化(hua)碳侵蝕炭化(hua)至鋼筋(jin)(jin)表面(mian)，使鋼筋(jin)(jin)周圍(wei)混(hun)凝(ning)土(tu)堿度(du)降低，或(huo)(huo)由(you)于(yu)(yu)(yu)氯化(hua)物(wu)介入，鋼筋(jin)(jin)周圍(wei)氯離(li)子(zi)(zi)含量較高，均可引起鋼筋(jin)(jin)表面(mian)氧化(hua)膜破壞，鋼筋(jin)(jin)中(zhong)(zhong)鐵離(li)子(zi)(zi)與侵入到混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)(zhong)的氧氣和水分發生(sheng)銹(xiu)蝕反應，其(qi)銹(xiu)蝕物(wu)氫氧化(hua)鐵體積比原(yuan)來(lai)增長約2~4倍，從而對周圍(wei)混(hun)凝(ning)土(tu)產(chan)生(sheng)膨(peng)脹應力，導(dao)致保護(hu)(hu)層(ceng)混(hun)凝(ning)土(tu)開(kai)裂(lie)、剝離(li)，沿(yan)鋼筋(jin)(jin)縱向產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)，并有(you)銹(xiu)跡滲(shen)到混(hun)凝(ning)土(tu)表面(mian)。由(you)于(yu)(yu)(yu)銹(xiu)蝕，使得(de)鋼筋(jin)(jin)有(you)效斷面(mian)面(mian)積減(jian)小，鋼筋(jin)(jin)與混(hun)凝(ning)土(tu)握裹力削弱，結(jie)構承(cheng)載(zai)力下降，并將誘發其(qi)它形式(shi)的裂(lie)縫(feng)，加劇鋼筋(jin)(jin)銹(xiu)蝕，導(dao)致結(jie)構破壞。

要(yao)防止鋼(gang)筋銹蝕，設計(ji)時(shi)(shi)應(ying)根(gen)據(ju)規范要(yao)求控(kong)制裂縫(feng)寬(kuan)度、采用足夠(gou)的(de)(de)(de)保(bao)護層厚度（當(dang)然保(bao)護層亦不能(neng)太厚，否(fou)則構件有效高度減小，受力時(shi)(shi)將加大(da)裂縫(feng)寬(kuan)度）；施工時(shi)(shi)應(ying)控(kong)制混(hun)凝土(tu)的(de)(de)(de)水灰比(bi)，加強(qiang)振搗(dao)，保(bao)證混(hun)凝土(tu)的(de)(de)(de)密實性，防止氧氣侵入，同時(shi)(shi)嚴(yan)格(ge)控(kong)制含氯鹽的(de)(de)(de)外加劑用量，沿海地(di)(di)區或其它存在腐蝕性強(qiang)的(de)(de)(de)空氣、地(di)(di)下水地(di)(di)區尤其應(ying)慎重。

6凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低(di)于(yu)零度(du)(du)時(shi)，吸水飽(bao)和的混凝(ning)土(tu)(tu)出現冰(bing)凍，游離的水轉變成(cheng)冰(bing)，體積膨脹9%，因而混凝(ning)土(tu)(tu)產生膨脹應力(li)(li)(li)；同時(shi)混凝(ning)土(tu)(tu)凝(ning)膠孔(kong)中(zhong)的過冷水（結(jie)冰(bing)溫度(du)(du)在(zai)-78度(du)(du)以下）在(zai)微觀結(jie)構中(zhong)遷移和重分布引起(qi)滲(shen)透壓，使混凝(ning)土(tu)(tu)中(zhong)膨脹力(li)(li)(li)加(jia)大，混凝(ning)土(tu)(tu)強度(du)(du)降低(di)，并導致裂(lie)縫出現。尤其是(shi)混凝(ning)土(tu)(tu)初(chu)凝(ning)時(shi)受凍最(zui)嚴重，成(cheng)齡后混凝(ning)土(tu)(tu)強度(du)(du)損失可(ke)達(da)30%~50%。冬季(ji)施工(gong)時(shi)對(dui)預應力(li)(li)(li)孔(kong)道(dao)灌(guan)漿后若不(bu)采取保溫措施也(ye)可(ke)能發生沿管道(dao)方向的凍脹裂(lie)縫。

7施(shi)工材料質(zhi)量引(yin)起的裂縫

混凝(ning)土(tu)主要由水泥、砂、骨料、拌和(he)水及外加劑組成。配(pei)置混凝(ning)土(tu)所(suo)采用材料質量(liang)不合(he)格(ge)，可能導(dao)致結(jie)構出(chu)現裂縫(feng)。

8施工工藝質(zhi)量引起的(de)裂縫

在(zai)混凝土結構澆筑、構件(jian)制作、起模(mo)、運輸、堆放、拼裝(zhuang)(zhuang)及吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)過程中，若(ruo)施工工藝不合(he)理、施工質量低(di)劣，容(rong)易產生縱向的(de)、橫向的(de)、斜向的(de)、豎向的(de)、水平的(de)、表(biao)面的(de)、深進的(de)和貫穿的(de)各種裂(lie)縫(feng)(feng)，特別是(shi)細長薄壁結構更容(rong)易出現(xian)。裂(lie)縫(feng)(feng)出現(xian)的(de)部位和走向、裂(lie)縫(feng)(feng)寬度因(yin)產生的(de)原因(yin)而異。