服务范围

混凝土结构裂缝的特性 :

长期以来，结构工程学科对混凝土裂缝研究的重点通常是宏观裂缝(肉眼看得见)的产生机理及预防补救措施，其工作重点主要集中在研究裂缝的开展及发展变化对结构的刚度、强度的影响;而混凝土大量的微观裂缝(肉眼看不见)在混凝土搅拌初期就存在，是混凝土内部固有的一种裂缝，其对混凝土耐久性的影响却没有得到重视，造成了由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生，其中因混凝土碳化和钢筋锈蚀需要处理的工程更具有普遍性，造成的经济损失也是难以估量的。因此，混凝土微观裂缝对耐久性的影响已越来越受到广泛的关注和重视。

微观裂缝的存在是混凝土材料本身固有的物理性质，它对弹塑性、徐变、强度、变形、泊松比、刚度、化学反应等有较大影响。在荷载作用下，微观裂缝会扩展并迅速增多，相互之间串连起来，形成工程上广泛研究的宏观裂缝，直至完全破坏。

混凝土是以水泥为主要胶结材料，掺和一定比例的砂、石和水，有时还加人少量的各种添加剂，经过搅拌、运输、注模、振捣、养护等工序后，逐渐凝固硬化而成的人工复合材料。它是一种非匀质、非同向的三相混合材料。混凝土在制作过程中和水泥水化凝固过程中必然产生微观裂缝。它是材料固有的一种物理性质，混凝土的微观裂缝主要有三种;(1)粘着裂缝是指骨料与水泥石的粘接面上的裂缝，主要沿骨料周围出现;(2)水泥石裂缝是指水泥浆中的裂缝，出现在骨料与骨料之间;(3)骨料裂缝是指骨料本身的裂缝。混凝土微观裂缝的存在、扩展、增加，使应力-应变曲线向水平线倾斜，应力滞后于应变，泊松比增加，刚度下降，持久强度降低，徐变增加。

混凝土中宽度不小于0.05mm的裂缝是肉眼可见裂缝，亦称为宏观裂缝。宏观裂缝是微观裂缝不断扩展的结果。

宏观裂缝主要指各种荷载(外荷载、温度、收缩、沉陷、变位等)作用下产生的裂缝，按其形状可分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下宽上窄、枣核形、对角线式、斜向的、外宽内窄的和纵深的(深度达1/2 厚度)等等，裂缝的形状与结构应力分布有直接关系。一般裂缝方向同主拉应力方向垂直或与剪应力平行(纯剪裂缝)。

在混凝土工程结构中，由于微观裂缝对防水、防腐、承重等都不会引起危害，所以具有微观裂缝结构可假定为无裂缝结构。在结构设计中不允许出现的裂缝，是指宽度大于 0.05mm的初始裂缝。由此可见，有裂缝的混凝土是绝对的，无裂缝的混凝土是相对的。

宏观裂缝又可分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。

(1)表面裂缝。大体积混凝土在浇筑的初期，由于水泥水化热大量产生，从而使混凝土的温度急剧上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可以向大气散发，其温度上升实际比较少;而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易向外散发，所以其温度上升较多。混凝主内部温度高、表面温度低，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，  当扭应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。

混凝土表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已被削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。国内外对混凝土表面裂缝的宽度都有相应的规定，如我国的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定:室内正常环境下的一般构件为0.3mm;露天或室内高温环境下为0.2mm。

(2)深层裂缝。基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展成为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。深层裂缝部分切断了结构断面，具有较大的危害性，施工中是不允许出现的。如果没法避免基础约束区的表面裂缝，则应极力设法阻止这种裂缝向深层发展。若能对混凝土内外温差控制适当，则基本上可避免出现深层裂缝。

(3)贯穿裂缝。在大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力也很小，所以温度应力一般可忽略不计。混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温度开始逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土中多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿性裂缝。

贯穿裂缝是危害最大的一种裂缝，它切断了结构的全断面，破坏了结构的整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响结构的正常使用。因此，应当采取一切措施，坚决控制贯穿裂缝的产生。