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摘要：近年来,随着钢筋混凝土结构的长大化和复杂化,以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高,结构裂缝出现机率大大增加,有些已危及结构的安全性和耐久性,有的地下工程裂渗已影响其使用功能。本文就钢筋混凝土结构构件所产生裂缝的原因进行分析并提出预防裂缝出现的措施。
关键词：钢筋混凝土；结构构件；裂缝；原因；措施
中图分类号： TV331 文献标识码： A
一、工程实例
某5#、6#楼工程，是由2栋1层地下室、1层商场、15层住宅楼组成的高层商住楼，地上总层数15层，结构型式采用框架--剪力墙结构。本工程1-2层梁板C30墙柱混凝土强度等级为C40。工程一、二层梁板、墙模板拆除后，发现部分剪力墙和梁出现裂缝。组织专家进行详细分析研究，并于现场察看出现裂缝的状况。
二、钢筋混凝土结构构件产生裂缝的原因
在钢筋混凝土结构领域, 一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题, 且有日趋增多的趋势。由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的, 因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感。裂缝问题已严重影响到人们的正常生活与生产, 并困扰着大批工程技术人员和管理人员, 是一个迫切需要解决的技术难题。
(一)楼板产生裂缝的原因
(1)荷载作用引起的裂缝
一般钢筋混凝土结构，在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的， 因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。
(2)非荷载因素引起的裂缝
钢筋混凝土结构的构件除了由荷载作用引起裂缝外，很多非荷载因素，例如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、冰冻、钢筋锈蚀以及碱-骨料化学反应等都有可能引起裂缝。现主要介绍由温度变化、收缩变形、碱-骨料化学变化引起的裂缝。
1)温度变化。一是混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土强度时便产生的裂缝。二是若施工中过早拆模板或冬季施工，构件表面温度不均匀，就会产生温度收缩，这种收缩会受内部混凝土的约束，在混凝土表面就产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定成度，超过混凝土强度时，混凝土表面就形成了裂缝。三是由于施工中人为因素引起的温度变化如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入性的贯穿裂缝，这种裂缝危害性极大。
2)收缩变形。混凝土在空气中结硬时体积要缩小，产生收缩变形，这种变形不同程度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件，混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。另外在配筋较高的构件种，即使边界没有约束，由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，有可能引起构件产生局部裂缝。
3)碱一骨料化学反应引起的裂缝。当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥（碱含量超过0.6%钠当量时）， 或受到含可溶性硫酸盐的水作用时，反应生成物遇水可产生膨胀，但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力， 会破坏其内部结构，并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结，形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物，由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大，而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土中，这类侵蚀破坏大多属于表面性的。
影响混凝土裂缝的因素除设计、施工、荷载外部原因外，内部原因主要是水泥品种、水泥用量、單位用水量、粗骨料和细骨料质量等。
混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂，但在实际操作中，只要严格按照设计和施工规范进行操作，有害裂缝还是完全可以避免的。
三、钢筋混凝土结构的裂缝控制措施
(一)前期设计的裂缝控制措施
工程结构设计期间，要确保结构的计算模型尽量与实际施工状态想贴近，同时，有必要采取想对应的结构措施，以确保构建的裂缝范围小于按照规定所设定的最大裂缝尺度。具体措施如下:
(1)在保证建筑平面造型满足使用规格的前提下，力求平面造型的简单。平面造型过于复杂的建筑物，比较容易出现结构扭曲等附加应力而导致出现裂缝。
(2)严控建筑物的比例，长高比例越小的建筑物，其刚度越大，而且适应不均匀沉降的能力也就越强。
(3)对建筑物各部分承重结构的受力情况，要在设计时认真调整，使结构的荷载均匀承担，尽量不让受力集中在一起。
(4)如果地基受到不均匀的重力，就会导致地基变形，从而出现裂缝。这就需要在基础设计时，采取调整地基的埋置深度，针对不同的地基强度采取相对应的垫层厚度，保证减轻地基不均匀沉降量，也加强了基础的刚度。
(二)材料
(1)用于现浇楼板的混凝土的用水量不宜大于180 kg/ m3, 采用减水效率较高的缓凝型外加剂以延缓水泥水化速度。
(2)降低水泥用量( 降低水化热) , 在保证混凝土强度的情况下, 宜掺加粉煤灰和磨细矿渣粉的双掺活性掺合料( 掺合料总量可达水泥用量的50%左右) , 利用两者之间很好的功能互补作用, 早期发挥矿渣粉的火山灰效应, 改善浆体和集料间界面, 后期发挥粉煤灰滞后的火山灰效应所带来的孔径细化作用, 使混凝土后期强度继续提高。同时掺加了粉煤灰和磨细矿渣粉后, 由于功能互补作用, 使混凝土的粘聚性提高, 泌水性降低, 进一步提高了混凝土的抗裂性能。
(3)用于拌制现浇楼板混凝土的细集料细度模数应大于2. 3,不得采用细砂、特细砂。
(4)商品混凝土生产企业必须控制混凝土坍落度, 保证现场浇捣时的坍落度高层应小于180 mm, 多层和中高层小于150 mm。
(5)当工程结构需要时, 可在混凝土中加入纤维及膨胀剂等抗裂材料。
(三)施工中对钢筋混凝土裂缝的预防措施
混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此，混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。在施工中，优化级配设计，加强搅拌、浇筑、振捣的过程控制可以显著地降低用水量，在相同水灰比下，显著减少水泥用量。
(1)改进混凝土搅拌工艺: 采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。混凝土下料速度不应太快；振捣要密实，给予二次振捣；凝固时间不宜过快，柱、墙、板等变截面结构宜分层次浇灌。
(2)施工中对温度控制要采取有利措施:控制混凝土的出机温度和浇筑温度。因为裂缝的主要因素是水化热降温引起的拉应力，所以必须尽可能降低入模温度，如夏季不得超过30℃，冬季不得低于20℃；合理薄层连续浇筑；采用低热水泥；对骨料进行喷水预冷却等。对于突然降温，采取保温措施；对于高温，采取隔温措施等防止外界温度变化引起裂缝。
(3)加强混凝土的保温、保湿养护水分蒸发、混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。当混凝土在较高的气温条件下浇筑时，其表面水分容易蒸发而出现过大的收缩变形和过早的开裂，因此，应注意对混凝土的早期养护。使混凝土表面保持湿润状态，不断补充蒸发的水分，这样既可以防止混凝土的干缩裂缝，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉强度。对大体积混凝土加强保温养护，是减少温度裂缝最有效的措施。大体积混凝土的保温养护可以采用草袋同塑料薄膜联合使，用草袋进行保湿，用塑料薄膜保温，保温层的拆除应根据测温情况而定，要确认内外温差低于25℃时方可拆除，避免因为降温速度过快而引起混凝土开裂。
(4)在施工期间设置作为临时伸缩缝的"后浇带"，将结构分成若干段，可有效削减温度收缩应力。在施工后期，将若干段浇筑成整体，以承受约束应力。
结语
总之，钢筋混凝土所产生的裂缝是极为普遍的。因此，在施工及设计中应尽最大的程度上采取有效地措施，从而控制裂缝的产生，使结构尽量减少裂缝的数量和宽度或尽量不会出现裂缝，尤其是要尽量的避免有害裂缝的出现，从而确保工程的质量与安全。
参考文献
[1]邵景新,来志武.浅析钢筋混凝土结构产生裂缝的原因及预防措施[J].甘肃科技,2008,19:124-126+128.
[2]吴雪琴.浅谈钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及预防处理措施[J].福建建材,2012,10:72-74.
[3]陈海啸.浅谈钢筋混凝土裂缝的原因及预防措施[J].陕西建筑,2010,11:35-37.
关键词：钢筋混凝土；结构构件；裂缝；原因；措施
中图分类号： TV331 文献标识码： A
一、工程实例
某5#、6#楼工程，是由2栋1层地下室、1层商场、15层住宅楼组成的高层商住楼，地上总层数15层，结构型式采用框架--剪力墙结构。本工程1-2层梁板C30墙柱混凝土强度等级为C40。工程一、二层梁板、墙模板拆除后，发现部分剪力墙和梁出现裂缝。组织专家进行详细分析研究，并于现场察看出现裂缝的状况。
二、钢筋混凝土结构构件产生裂缝的原因
在钢筋混凝土结构领域, 一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题, 且有日趋增多的趋势。由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的, 因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感。裂缝问题已严重影响到人们的正常生活与生产, 并困扰着大批工程技术人员和管理人员, 是一个迫切需要解决的技术难题。
(一)楼板产生裂缝的原因
(1)荷载作用引起的裂缝
一般钢筋混凝土结构，在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的， 因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。
(2)非荷载因素引起的裂缝
钢筋混凝土结构的构件除了由荷载作用引起裂缝外，很多非荷载因素，例如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、冰冻、钢筋锈蚀以及碱-骨料化学反应等都有可能引起裂缝。现主要介绍由温度变化、收缩变形、碱-骨料化学变化引起的裂缝。
1)温度变化。一是混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土强度时便产生的裂缝。二是若施工中过早拆模板或冬季施工，构件表面温度不均匀，就会产生温度收缩，这种收缩会受内部混凝土的约束，在混凝土表面就产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定成度，超过混凝土强度时，混凝土表面就形成了裂缝。三是由于施工中人为因素引起的温度变化如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入性的贯穿裂缝，这种裂缝危害性极大。
2)收缩变形。混凝土在空气中结硬时体积要缩小，产生收缩变形，这种变形不同程度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件，混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。另外在配筋较高的构件种，即使边界没有约束，由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，有可能引起构件产生局部裂缝。
3)碱一骨料化学反应引起的裂缝。当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥（碱含量超过0.6%钠当量时）， 或受到含可溶性硫酸盐的水作用时，反应生成物遇水可产生膨胀，但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力， 会破坏其内部结构，并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结，形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物，由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大，而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土中，这类侵蚀破坏大多属于表面性的。
影响混凝土裂缝的因素除设计、施工、荷载外部原因外，内部原因主要是水泥品种、水泥用量、單位用水量、粗骨料和细骨料质量等。
混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂，但在实际操作中，只要严格按照设计和施工规范进行操作，有害裂缝还是完全可以避免的。
三、钢筋混凝土结构的裂缝控制措施
(一)前期设计的裂缝控制措施
工程结构设计期间，要确保结构的计算模型尽量与实际施工状态想贴近，同时，有必要采取想对应的结构措施，以确保构建的裂缝范围小于按照规定所设定的最大裂缝尺度。具体措施如下:
(1)在保证建筑平面造型满足使用规格的前提下，力求平面造型的简单。平面造型过于复杂的建筑物，比较容易出现结构扭曲等附加应力而导致出现裂缝。
(2)严控建筑物的比例，长高比例越小的建筑物，其刚度越大，而且适应不均匀沉降的能力也就越强。
(3)对建筑物各部分承重结构的受力情况，要在设计时认真调整，使结构的荷载均匀承担，尽量不让受力集中在一起。
(4)如果地基受到不均匀的重力，就会导致地基变形，从而出现裂缝。这就需要在基础设计时，采取调整地基的埋置深度，针对不同的地基强度采取相对应的垫层厚度，保证减轻地基不均匀沉降量，也加强了基础的刚度。
(二)材料
(1)用于现浇楼板的混凝土的用水量不宜大于180 kg/ m3, 采用减水效率较高的缓凝型外加剂以延缓水泥水化速度。
(2)降低水泥用量( 降低水化热) , 在保证混凝土强度的情况下, 宜掺加粉煤灰和磨细矿渣粉的双掺活性掺合料( 掺合料总量可达水泥用量的50%左右) , 利用两者之间很好的功能互补作用, 早期发挥矿渣粉的火山灰效应, 改善浆体和集料间界面, 后期发挥粉煤灰滞后的火山灰效应所带来的孔径细化作用, 使混凝土后期强度继续提高。同时掺加了粉煤灰和磨细矿渣粉后, 由于功能互补作用, 使混凝土的粘聚性提高, 泌水性降低, 进一步提高了混凝土的抗裂性能。
(3)用于拌制现浇楼板混凝土的细集料细度模数应大于2. 3,不得采用细砂、特细砂。
(4)商品混凝土生产企业必须控制混凝土坍落度, 保证现场浇捣时的坍落度高层应小于180 mm, 多层和中高层小于150 mm。
(5)当工程结构需要时, 可在混凝土中加入纤维及膨胀剂等抗裂材料。
(三)施工中对钢筋混凝土裂缝的预防措施
混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此，混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。在施工中，优化级配设计，加强搅拌、浇筑、振捣的过程控制可以显著地降低用水量，在相同水灰比下，显著减少水泥用量。
(1)改进混凝土搅拌工艺: 采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。混凝土下料速度不应太快；振捣要密实，给予二次振捣；凝固时间不宜过快，柱、墙、板等变截面结构宜分层次浇灌。
(2)施工中对温度控制要采取有利措施:控制混凝土的出机温度和浇筑温度。因为裂缝的主要因素是水化热降温引起的拉应力，所以必须尽可能降低入模温度，如夏季不得超过30℃，冬季不得低于20℃；合理薄层连续浇筑；采用低热水泥；对骨料进行喷水预冷却等。对于突然降温，采取保温措施；对于高温，采取隔温措施等防止外界温度变化引起裂缝。
(3)加强混凝土的保温、保湿养护水分蒸发、混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。当混凝土在较高的气温条件下浇筑时，其表面水分容易蒸发而出现过大的收缩变形和过早的开裂，因此，应注意对混凝土的早期养护。使混凝土表面保持湿润状态，不断补充蒸发的水分，这样既可以防止混凝土的干缩裂缝，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉强度。对大体积混凝土加强保温养护，是减少温度裂缝最有效的措施。大体积混凝土的保温养护可以采用草袋同塑料薄膜联合使，用草袋进行保湿，用塑料薄膜保温，保温层的拆除应根据测温情况而定，要确认内外温差低于25℃时方可拆除，避免因为降温速度过快而引起混凝土开裂。
(4)在施工期间设置作为临时伸缩缝的"后浇带"，将结构分成若干段，可有效削减温度收缩应力。在施工后期，将若干段浇筑成整体，以承受约束应力。
结语
总之，钢筋混凝土所产生的裂缝是极为普遍的。因此，在施工及设计中应尽最大的程度上采取有效地措施，从而控制裂缝的产生，使结构尽量减少裂缝的数量和宽度或尽量不会出现裂缝，尤其是要尽量的避免有害裂缝的出现，从而确保工程的质量与安全。
参考文献
[1]邵景新,来志武.浅析钢筋混凝土结构产生裂缝的原因及预防措施[J].甘肃科技,2008,19:124-126+128.
[2]吴雪琴.浅谈钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及预防处理措施[J].福建建材,2012,10:72-74.
[3]陈海啸.浅谈钢筋混凝土裂缝的原因及预防措施[J].陕西建筑,2010,11:35-37.