董文龙 薄东航

摘要：土木工程中，混凝土结构占据比重较大，但是在内外因素的影响下，混凝土结构普遍存在着裂缝问题，直接影响结构物的耐久性和承载性，危害较大。本文首先指出了混凝土裂缝的危害，其次分析了混凝土裂缝的成因，最后提出了混凝土裂缝的控制措施，并从材料质量控制、材料配比控制、冷却管降温控制等方面阐述相关措施。

关键词：混凝土；裂缝；形成原因；控制措施

改革开放以来，我国的社会和经济水平飞速发展，在此背景下，我国的建筑行业也取得了令世人瞩目的成就，涌现出大量新型的高强度和高性能建筑材料，如高强混凝土、塑料纤维混凝土、超高强混凝土、高性能混凝土、轻质混凝土、超高性能混凝土、玻璃纤维混凝土、钢纤维混凝土、碳纤维混凝土、约束混凝土等，都大量应用在我国的建筑领域。但需要说明的是，混凝土的裂缝问题一直是困扰相关从业人员的技术难题，其已经对正常的生活和生产产生了极大的影响。为此，有必要对混凝土裂缝的成因和控制措施进行探讨。

1 混凝土裂缝的危害

混凝土，其原材料來源较为便捷，价格便宜，且拥有较高的抗压强度和耐火性，不仅如此，混凝土还可以依据模具的形状来完成各种形状的浇筑，且后期无需过多的养护费用，因而是当前土木工程中应用最为广泛的一种建筑材料。但是，混凝土实际上就是一种以水泥为主体的胶凝材料浆体，其是由水泥、砂石骨料、水以及诸多材料按照几种固定比例混合搅拌而成的水泥基复合材料。混凝土在从灌注到振捣的过程中非常容易发生骨料沉降、水泥浆体浮升的情况，从而使得混凝土的内部与表面产生许多细微的裂缝。通常来说，混凝土的裂缝可以分成微观裂缝与宏观裂缝两种。其中，骨料裂缝、水泥石裂缝等被称为微观裂缝，微观裂缝对建筑结构本身是无害的。但随着环境、养护与荷载条件的变化，微观裂缝会逐渐演变成宏观裂缝，如果宏观裂缝的宽度超过规定的范围，则会成为土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害，轻者出现渗漏，腐蚀内部的钢筋材料，缩短工程的使用寿命，重者还会对人民群众的生命和财产安全产生重大威胁。一般来说，混凝土裂缝的危害主要有以下几个方面。

1.1 建筑安全隐患

土木工程中的裂缝除了影响建筑的美观和功能使用之外，最重要的是会带来各种各样的安全隐患，比如，水塔、水池等建筑物如果出现裂缝，必然会影响人们的正常使用；再比如，一些对气密性有着严格要求的建筑物，如核电站等出现裂缝，则非常容易给人民群众的生命和财产安全带来极大的危害。

1.2 防水功能减退

不少混凝土构筑物对于防水功能的要求也相对较高，如果混凝土结构出现裂缝，则非常容易出现渗漏现象，从而降低建筑的防水功能。不仅如此，如果混凝土裂缝长时间被水侵蚀，还会扩大裂缝的宽度，从而威胁建筑物的安全性。

1.3 影响耐久性

混凝土出现裂缝后，空气会随着裂缝进入到混凝土内部，与其中的金属部件接触，在水分和空气的双重影响下，金属部件很容易发生锈蚀，这就会直接改变混凝土的内部结构，降低混凝土结构的强度和刚度，从而降低混凝土性能的持久性。除此之外，裂缝也会导致水分和混凝土内部的碱集料发生反应，在混凝土内产生膨胀作用，从而导致混凝土结构出现变形和开裂，长此以往，混凝土的强度和耐久性会不断降低。

2 混凝土裂缝的成因

2.1 材料配比不当

混凝土的配比材料一般有水泥、砂、水、骨料和外加剂等，如果其中一类的材料的含量偏高或者偏低，那么就有可能会导致混凝土出现裂缝。如，在混凝土配比的过程中，没有良好地掌握加水和加灰的含量，就会加大混凝土结构自身的收缩程度，从而引发结构裂缝的出现。再如，砂石中的含泥量太高，就会大大降低混凝土的强度与抗渗性，而在干燥时，就很有可能会引发不规则的网状裂缝。而水中如果含有较多的杂质，那么，就会普遍出现钢筋锈蚀等现象，不仅会导致结构受力发生变化，而且会造成混凝土表面的轻微裂缝。如果砂浆的稠度较低，那么，就会加大砂浆的干缩量，在灰缝位置处易于出现开裂现象。

2.2 施工工艺不严格

在施工过程中，施工工艺不严格也会导致混凝土呈现裂缝，具体情况如下：

一是没有严格落实分层浇筑，使得钢筋密集区处未能达到足够密实的振捣。

二是在混凝土搅拌和运输时，有可能会发生较大高度的自由下落，这样一来，就会使得混凝土发生明显离析，当运用于土木工程中，也就会出现裂缝。

三是模板的支撑或者构造不当，在硬化时，混凝土有可能会发生漏水、漏浆或者變形等情况。

第四，没有实现连续的浇筑，或者停顿了较长的时间，也会造成混凝土裂缝。

2.3 养护不当

当施工结束之后，还需要对混凝土进行及时的养护，从而在保证混凝土硬化水平的前提下，尽可能地减少混凝土的开裂现象，然而，一些建筑施工单位，往往没有按照相关要求来进行养护，这样一来，就导致混凝土在一定程度上出现裂缝，与此同时，还会出现强度达不到相关标准、蜂窝、麻面或者脱落等一些质量问题。

2.4 结构设计不合理

第一，在结构设计的过程中，没有充分考虑到构件应力和断面，导致构件的偏心度较高，也可能会造成断面异变，从而形成强度较高的集中应力，在这种情况下，就很有可能会出现混凝土开裂现象。

第二，钢筋的设计与结构要求不相符合，也就是说，钢筋的用量太少，缺乏支撑力，从而造成混凝土开裂。

最后，选用混凝土的等级与工程的参数要求不符，即掺灰量较低或者较高，也会导致混凝土出现裂缝。除此之外，如果没有将环境温度这一因素考虑在内，所配备的钢筋不具备抗温度收缩能力，也会导致混凝土出现裂缝。

3 混凝土裂缝的控制措施

3.1 加强材料质量控制

建设单位与施工单位应该联手，一起加强关于水泥的筛选、采购工作，从而保证水泥的质量可以满足相关标准，避免发生硬化、结块等各种质量问题。此外，还应该大力控制游离氧化镁、游离石灰和三氧化硫等材料的含量，从而确保进入到生产线中的水泥都符合相关质量标准，而没有混入过多的有害物质。

与此同时，還应该加强水泥的储运工作，从而防止水泥受潮现象的发生，消除相关负面影响。

3.2 加强材料配比控制

混凝土的配置直接关系着土木工程的施工质量。有实验数据显示，对于3m3的混凝土来说，每当水泥含量增多10kg，那么，水化温度就会随之增长1℃。因此，在确定混凝土配合比时，不仅要符合土木工程的结构强度标准，而且还要尽可能地减少用水，降低水灰的比例，同时严格地控制水泥用量。正常来说，对于3m3的混凝土，水泥用量不应该超过410kg，这样能有效防止温度应力对混凝土产生不良影响。

3.3 加强冷却管降温控制

一般情况下，在施工过程中，要提前在混凝土内部铺设冷却管路，从而对硬化混凝土的内部温度进行有效控制，而且还可以在混凝土浇筑之后，进行通水循环，达到冷却状态。正常施工条件下，冷却管路的水量大约在15亩/小时。当混凝土处于初凝状态时，可以加强出水保温和养护，通过真空压浆的方式来实现压浆和注浆。

3.4 加强结构设计控制

在进行混凝土结构设计时，设计人员要注意应力集中等相关问题，按照相关设计规范及标准要求，有针对性地对裂缝宽度进行选择，并加以严格控制，并且还要考虑到地基的不均匀沉降现象。在这种情况下，结构设计具有较强的针对性，也更加科学、合理，能够有效防止混凝土出现裂缝。

4 结论

混凝土裂缝作为一个历史问题，普遍存在于土木工程中，裂缝的出现不仅会影响结构物的耐久性与承载性，而且会威胁到整个建筑物的安全。而混凝土裂缝的成因是十分复杂的，总体上可以分为内因和外因两大类，这就要求在土木工程中，加强混凝土裂缝的预防和控制。从设计、施工，到建设、监理等各个方面，都应该进行协调配合，针对材料、施工及后续养护等各个环节来跟踪并控制混凝土裂缝，对于已经存在的裂缝，也要细致地分析原因，并及早加以处理，从而为土木建筑的稳定与安全提供可靠保障。

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作者简介：

董文龙（1988），男，汉族，河南商丘人，硕士，助教，研究方向：桥梁与隧道工程结构；

薄东航（1993），男，汉族，河南淇县人，本科，研究方向：浅谈混凝土裂缝成因和控制措施。