混凝土裂直缝是混凝土结构中常见的病害之一,其成因复杂多样,涉及设计、材料、施工、环境等多个方面。本文将详细阐述混凝土裂直缝的主要原因,以期为相关领域的从业人员提供参考。
1. 设计因素
设计结构中的断面突变会产生应力集中,这是导致构件裂缝的重要原因。例如,设计中对构件施加预应力不当,或者构造钢筋配置过少或过粗,都可能引起构件裂缝。设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形,也是裂缝产生的一个因素。
2. 材料因素
混凝土材料的质量直接影响其抗裂性能。粗细集料含泥量过大、骨料粒径过细、针片含量大等,都会增大混凝土的收缩量,从而诱导裂缝的产生。水泥品种和等级的选择也至关重要,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥大,而水泥等级越高,混凝土的脆性越大,越易开裂。
3. 配合比因素
配合比中水灰比(水胶比)过大、单方水泥用量和用水量过高,都会导致混凝土收缩增大。砂率、水灰比选择不当还会造成混凝土和易性偏差,增加收缩值。配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当,也会影响混凝土的抗裂性能。
4. 施工因素
现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当会影响混凝土的密实性和均匀性,从而诱导裂缝的产生。高空浇注混凝土时,风速过大、烈日暴晒也会导致混凝土收缩值增大。大体积混凝土浇注时,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,也会引起温度裂缝。
5. 环境因素

温度变化是导致混凝土裂缝的重要因素。混凝土在硬化过程中,内外温差过大或环境温度变化剧烈,都会产生温度应力,进而引发裂缝。特别是在冬夏两季,因昼夜温差较大,养护不当也容易产生温差裂缝。
6. 荷载作用
混凝土结构在施工或使用过程中,受到超过设计允许的荷载作用,如早期加载、堆载等,都会导致混凝土产生裂缝。这种裂缝通常与结构的稳定性和受剪承载力密切相关,对构件的稳定和剪切破坏没有明显预兆。
7. 基础不均匀沉降
建筑物基础发生不均匀沉降,会导致混凝土结构产生附加应力,从而引发裂缝。这种裂缝一般呈贯穿性,危害较大。基础不均匀沉降的原因包括房屋建于土质差别较大或软弱土质上、建筑物基础深浅不一等。
8. 钢筋锈蚀
混凝土中的钢筋锈蚀会导致钢筋体积膨胀,对周围混凝土产生压力,使混凝土产生裂缝。这种裂缝通常沿钢筋方向发展,且随着锈蚀的发展,混凝土会剥离产生空隙。
9. 化学反应
混凝土中的水泥与某些活性骨料发生碱骨料反应,或混凝土与腐蚀性介质接触,都会导致混凝土破坏,产生裂缝。这种裂缝的危害性较大,需要引起足够的重视。
10. 模板拆除不当
现场模板拆除不当也会引起拆模裂缝或拆模过早导致的裂缝。模板拆除过早会使混凝土强度不足,在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
11. 养护措施不到位
现场养护措施不到位也是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土早期脱水会引起收缩裂缝,而养护不及时或方法不当则无法有效减少混凝土的收缩量。
12. 塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构、构件表面出现。这种裂缝是由于混凝土浇筑后表面没有及时覆盖,受风吹日晒导致表面游离水分蒸发过快而产生的急剧体积收缩所致。
13. 沉降收缩裂缝
沉降收缩裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现。这种裂缝是由于混凝土浇筑振捣后粗骨料沉落挤出水份、空气而形成的竖向体积缩小沉落受到阻碍或约束而产生的。
14. 温度裂缝
温度裂缝是由于混凝土结构构件内外温差过大引起的。特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热导致内部温度不断上升,从而产生较大的温差应力引发裂缝。
15. 干缩裂缝
干缩裂缝是由于混凝土在硬化过程中水分蒸发导致体积收缩而产生的。这种裂缝通常出现在平卧长型构件水分蒸发时体积收缩受到地基或垫层的约束处。
混凝土裂直缝的成因是多方面的,包括设计、材料、配合比、施工、环境、荷载作用、基础不均匀沉降、钢筋锈蚀、化学反应、模板拆除不当、养护措施不到位、塑性收缩、沉降收缩、温度裂缝和干缩裂缝等。在实际工程中,应针对具体情况采取相应措施预防裂缝的产生,以确保混凝土结构的安全性和耐久性。