混凝土膨胀裂缝什么原因

混凝土膨胀裂缝是建筑工程中常见的病害之一，其产生原因多种多样，涉及材料、设计、施工及环境等多个方面。本文将详细阐述混凝土膨胀裂缝的成因，以期为工程实践提供参考。

1. 水泥安定性不良

水泥是混凝土的主要胶凝材料，其安定性对混凝土的质量有着重要影响。当水泥中含有游离氧化钙或氧化镁时，这些成分在混凝土硬化后会继续水化，产生体积膨胀，从而导致裂缝的产生。骨料中混入镁砂、白云石等有害杂质也可能引起不均匀膨胀，进而引发裂缝。

2. 膨胀剂使用不当

膨胀剂在混凝土中的应用越来越广泛，用于补偿混凝土的收缩。如果膨胀剂掺量不当或拌和不均匀，可能导致混凝土局部膨胀不均匀，产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会产生膨胀裂缝。

3. 温度变化引起的膨胀

混凝土结构在温度变化或温度分布不均匀时，会产生热胀冷缩现象。如果混凝土局部处于高温环境，而另一部分处于低温环境，就会造成高温区域混凝土与低温区域混凝土不均匀膨胀，从而产生裂缝。

4. 养护措施不当

在寒冷条件下浇注混凝土时，如果未采取有效的保温及养护措施，混凝土中的水分受冻体积膨胀，就可能造成开裂。同样，后张预应力结构在压浆后，如果养护保温不当，浆液受冻膨胀，也容易产生沿预应力方向的裂缝。

5. 化学膨胀作用

混凝土中的某些化学成分在特定条件下会发生反应，产生体积膨胀，从而导致裂缝。例如，钢筋锈蚀膨胀裂缝是由于混凝土中氯离子含量过高，使钢筋产生化学腐蚀生成铁锈，钢筋体积膨胀造成混凝土开裂。

6. 碱骨料反应

碱骨料反应是一种严重的混凝土病害，被称为混凝土的癌症。当混凝土的集料中含有游离二氧化硅时，与水泥中的碱发生反应，生成硅酸凝胶。硅酸凝胶吸水后体积膨胀，会造成混凝土开裂。

7. 延迟钙矾石膨胀

延迟钙矾石膨胀裂缝是由于混凝土在早期完全硬化后，在无外来硫酸根离子的条件下经过高温养护处理后，混凝土中的钙矾石部分或全部分解。后期在一定的外部条件下，分解后的产物又重新生成钙矾石，产生体积膨胀，导致裂缝产生。

8. 配合比设计不当

配合比设计中水灰比、砂率等参数的选择不当，会影响混凝土的和易性，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值，从而引发裂缝。

9. 施工操作不当

现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，都会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。拆模过早或拆模不当也可能引起拆模裂缝。

10. 结构设计缺陷

设计结构中的断面突变会产生应力集中，导致构件裂缝。设计中对构件施加预应力不当，或构造钢筋配置过少或过粗等，也可能引起构件裂缝。

11. 荷载作用

虽然膨胀裂缝主要由非荷载作用引起，但外荷载直接产生的应力或结构次应力也可能导致裂缝的产生。特别是在结构受到较大荷载作用时，裂缝问题可能更加突出。

12. 骨料问题

骨料的质量对混凝土的性能有着重要影响。骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大，容易诱导裂缝的产生。骨料中混入膨胀组分也可能导致混凝土膨胀裂缝。

13. 环境因素

环境因素如气温、湿度、风速等也会对混凝土裂缝的产生产生影响。在高温、低湿度或大风天气下施工，混凝土收缩值增大，容易引发裂缝。

14. 养护时间不足

混凝土浇筑后需要进行充分的养护，以确保其正常硬化和强度发展。如果养护时间不足或养护措施不到位，混凝土早期脱水或受冻，都可能引发裂缝。

15. 其他因素

除了上述因素外，还有一些其他因素也可能导致混凝土膨胀裂缝的产生。例如，混凝土中的微裂缝在荷载或环境因素作用下可能逐渐扩展成为宏观裂缝；施工过程中对混凝土的不当处理也可能导致裂缝的产生。

混凝土膨胀裂缝的成因复杂多样，涉及材料、设计、施工及环境等多个方面。在混凝土工程中，需要综合考虑各种因素，采取有效措施预防和控制膨胀裂缝的产生。