1 前言
混凝土结构的主要优点是：整体性好，可灌筑成为一个整体；可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构;耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。90年代后期,尤其是近几年来,混凝土结构设计强度越来越高,工期要求越来越快,普遍采用了预拌供应、泵机输送的施工方法。施工设备先进了,施工速度大大加快,混凝土结构出现麻面、蜂窝等现象减少了,裂缝缺陷却反而多了起来。结构裂缝发现的时间,有的在施工过程当中,有的在竣工验收之前,有的在交付使用之后一、二年,甚至更长一些年限。裂缝发生的构件有板,也有梁或墙柱,多数在楼板,少数在梁;发生的部位多在支座附近,也有在跨中;裂缝的形状有分散的,也有连通的;深度有表面的,也有深层的,甚至有贯穿的;宽度有0.1 mm以内的,有0.1～0.3 mm之间的,也有0.3mm以上的,多为0.1～0.3 mm之间。
2.混凝土结构裂缝的种类
混凝土结构裂缝的种类大体上有:温度裂缝、收缩裂缝、干缩裂缝、冻胀裂缝、锈蚀裂缝、碳化裂缝、振动裂缝、沉陷裂缝、张拉裂缝、超载裂缝等等。
3.钢筋混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土结构裂缝产生的原因有很多,有客观环境气候造成的,也有主观人为疏忽造成的;有设计疏忽错漏造成的,有施工失误造成的,也有改变功能、使用不当、加荷超载造成的。归纳为以下几种：
3.1 与材料和配合比有关
水泥的异常凝结和异常膨胀，其安定性很差，在混凝土浇筑后达到一定的强度以前，在凝结硬化阶段会产生小裂缝。骨料的含泥量过多及碱骨料反应、碎石粒径过小,级配差，砂子过细,混凝土是一种水硬性材料，其放置在空气中会产生干燥收缩，产生裂缝。水泥水化热引起的内外温差也可以使混凝土产生裂缝。混凝土配合比不当以及外加剂、硅灰等掺合料掺量过大都会造成混凝土开裂。外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料，有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。
3.2 与施工有关
3.2.1模板工程造成的裂缝
如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动，模板强度低,刚度不足,支撑稳定性差,支撑杆脚无垫板而沉陷。在混凝土的实际强度未达到规范规定值时情况下,就过早上人加载,集中堆放重物,超载、震动;或者过早拆模,强力撬打,冲击振动等,就会超出混凝土结构当时的承受能力,而出现裂缝。
3.2.2 钢筋工程造成的裂缝
钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。,人员践踏,机具重压等,致使保护层垫块移动、丢失或破碎,造成钢筋走位、弯折,保护层过小或过大,当构件承受拉应力时,表面混凝土就首先被拉裂;混凝土浇筑过程或之后,尤其是初凝之后,强度较低之时,由于混凝土运输管的窜动,人力或机械的扰动,造成钢筋受振、摆动、松脱,使混凝土对钢筋的粘结力减低或丧失,钢筋的受拉性能不能充分发挥,构件的整体受力性能减弱,内部产生拉应力时混凝土首先出现裂缝。
3.2.3混凝土浇筑不当造成的裂缝
混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。浇筑速度过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。
3.2.4混凝土养护不足造成的裂缝
混凝土是水硬性拌合物,其凝结硬化过程需要有足够的水份。特别是早期,凝结硬化进展急速、需要大量的水份,如果养护过迟开始,或者措施不力,水份不足,混凝土很容易造成失水,表面收缩而出现裂缝。即使是中后期,硬化过程仍在持续,仍然需要有一定的水份维持,如果过早停止养护混凝土则会出现缺水干裂。
3.3其他原因造成的混凝土裂缝
混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。长期无人居住,关门闭户,密不通风,内外温差过大,混凝土会出现温差裂缝;改变使用功能,随意在板上加墙。过多堆放重物超载,均会使混凝土结构超出原设计承受能力而出现超载裂缝。任意在混凝土结构上创槽、切割、挖坑、开洞,这种随意打凿、强力冲击,势必会损害和伤及混凝土构件,造成混凝土开裂。浇筑混凝土时内外温差过大，造成内外应力不均匀，导致混凝土裂缝。
结构在不同的荷载作用下承受剪力、拉力及各种荷载组合，对混凝土产生破坏，地基的不均匀沉降等形成不同的裂缝。结构构件各区域温度、湿度差异过大；冻融、冻胀；内部钢筋锈蚀；火灾或表面遭受高温；酸、碱、盐类的化学作用；冲剂、振动等对钢筋混凝土结构开裂均有一定影响。因此，钢筋混凝土结构内部许多微裂缝可能扩展、贯通乃至形成较宽和较长的可见裂缝。
4 混凝土结构裂缝的预防措施
针对混凝土结构裂缝的产生原因,结合普遍的施工情况。根据笔者的实践体会,提出如下混凝土结构裂缝施工预防措施:
4.1严控材料的选用
水泥应选用水化热较低的水泥，严禁使用安全性不合格的水泥。粗骨料宜选用表面粗糙，质地坚硬的石料。级配良好，空隙率小，无碱性反映，有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料宜用颗粒较粗，空隙较小，含泥量较低的中砂。外掺料宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减小收缩。
4.2科学控制配料和配合比
配合比的设计，应采用低水灰比，低用水量，以减少混凝土的收缩。严禁随意增加水泥用量。应妥善选定组成材料和配合比，以使所制备的混凝土除符合设计和施工所要求的性能外，还应具有抵抗开裂所需要的功能。用于有外部侵入氯化物的环境时混凝土应采取下列措施之一：水胶比应控制在0.55 以下；混凝土表面宜采用密实、防渗措施；必要时可在混凝土表面涂刷防护涂料等以阻隔氯盐对钢筋混凝土的腐蚀。对因水泥水化热产生的裂缝的控制措施:尽量采用水化热低的水泥；优化混凝土配合比，提高骨料含量；尽量减少单方混凝土的水泥用量；延长评定混凝土强度等级的龄期；掺矿物掺合料替代部分水泥。对因冻害产生裂缝的控制措施：采用引气剂或引气减水剂；混凝土含气量宜控制在5% 左右；水胶比不宜大于0.5。
4.3严控钢筋配置和合理设计构造
钢筋的配置要严格按图纸要求施工。钢筋的品种、规格、数量的改变，代用必须考虑对构件抗裂性能的影响，并经过按要求的报批。保护层过大或过小，都可能导致混凝土开裂、裂缝；钢筋间距过大，容易引起钢筋之间的混凝土开裂。设计计算时，一般认为在混凝土结构内，当截面上的实际拉应力超过材料的实际抗拉强度后便会出现裂缝，其形态与主拉应力的性质有关。构件内的非预应力钢筋构造只对裂缝的形态有明显影响，对阻止裂缝的出现无明显作用。在钢筋混凝土结构出现可见裂缝后，裂缝截面上原混凝土承受的大部分拉应力便转由穿越裂缝截面的钢筋承担，即裂缝截面上的钢筋存在拉应力峰值。所谓配筋能否发挥作用是指在正常使用状态下钢筋能否有效地限制裂缝开展，在承载能力极限状态下最宽裂缝处的钢筋应力能否达到钢材抗拉强度设计值。裂缝的位置和形态近似反映了混凝土内拉应力的方向和集中部位，与产生拉应力的原因之间存在比较确定的对应关系。因此在工程上，可以利用这一特性初步判断结构上出现裂缝的原因，评判裂缝的危害。设计上控制结构裂缝，实际上就是根据工程需要及规程的抗裂控制标准，在保证结构的使用性能、抗震性能、耐久性能与控制构件尺寸、结构用钢量之间进行权衡，以选择适当的结构抗裂度。将结构上出现裂缝的宽度与位置控制在可接受的范围之内。钢筋混凝土结构裂缝的控制，主要为了控制有害裂缝，减少(小) 可见裂缝，以保证建筑结构的安全性、耐久性和使用功能。
4.4模板工程严格操作
模板安装应按施工方案和作业指导进行,保证足够的强度、刚度和稳定性。钢支撑或门式架立柱脚,须加木板垫块(杆脚加100 mm ×100 mm以上)木板垫块,以扩大支撑受力面积,防止支撑沉陷。梁板木枋安装跨度应控制在112 m内,以防止木枋本身强度不足或变形过大。模板构造要合理，防止模板各构件间的变形不同，而导致
混凝士裂缝，模板和支架要有足够的刚度，防止
施工荷载作用下，模板变形过大而造成开合，合理掌握拆模时机，拆模时间不能过早，应保证早龄期混凝土不受损坏或造成开裂，但也不能太晚，不要错过
混凝土水化热峰值。也不要错过最佳养护介入时机。浇筑混凝土前,模板应充分淋水湿润,既可减少漏浆,又可使混凝土凝结时不失水。
4.5严控浇筑工艺
掌握好混凝土的施工进度,避免出现施工冷缝,施工中确需停歇的,应按规定设置施工缝。后续浇筑施工时,应认真处理好“缝”、“带”的接口,确保前后混凝土能很好地粘结在一起。保前后混凝土能很好地粘结在一起。已浇筑振捣压实的混凝土终凝前,宜由技工持抹子将混凝土表面再打磨一次(但不得撒水泥干灰) ,使其表面粗糙不致过于光洁而风干出现裂缝。切实加强并落实混凝土的养护措施。一是养护要及时(规范规定为12小时内) ,要正确处理放线与养护的关系,应保证混凝土的早期养护,放线应见缝插针,分片分段,扫水带湿进行,切可为放线而停止养护,致使混凝土表面发白开裂。二是混凝土表面应覆盖和浇水,使其覆盖布膜内有凝结水,保持混凝土处于充分湿润状态。三是养护时间必须达到规范规定的时间,不可中间停顿和过早停止。振捣方式方法必须正确。振捣易快插、慢拔。振捣时间过短，混凝土不均匀；时间过长，易导致严重浮浆。
