混凝土结构裂缝成因的分类分析及预防措施研究

一、引言

混凝土结构因其强度高、耐久性好、成本适中的特点，在建筑、桥梁、水利等工程中应用广泛。然而，裂缝是混凝土结构常见的质量问题，不仅影响结构的外观，还可能削弱其承载力、耐久性和防水性能，甚至引发安全隐患。裂缝的产生是多种因素共同作用的结果，成因复杂且类型多样。深入分析裂缝成因并制定有效的预防措施，对保障混凝土结构的安全稳定运行具有重要意义。

二、混凝土结构裂缝成因的分类分析（一）材料因素导致的裂缝

材料质量是影响混凝土结构性能的基础，材料选择不当或质量不合格易引发裂缝。水泥方面，水泥品种选择不合理（如使用水化热过高的水泥）、水泥安定性不合格（游离氧化钙、氧化镁含量超标），会导致混凝土硬化过程中产生不均匀膨胀，形成裂缝； 骨料方面， 骨料级配不良（粒径过大或过小、级配不连续）会使混凝土空隙率增大，需增加水泥用量，加剧收缩裂缝；砂石含泥量过高会降低混凝土的强度和耐久性，导致裂缝产生；外加剂方面，外加剂与水泥适应性差、掺量不当（如减水剂过量导致离析，膨胀剂掺量不足起不到补偿收缩作用），会破坏混凝土的均质性，引发裂缝。

（二）施工因素导致的裂缝

施工过程中的操作不当是混凝土结构裂缝产生的重要原因。混凝土拌合时，配合比控制不严（水泥用量、水灰比超标）会导致混凝土强度不足、收缩增大；搅拌不均匀会使混凝土各部分性能差异，易产生裂缝。浇筑过程中，浇筑顺序不合理、分层厚度过大，会导致下层混凝土初凝后上层混凝土继续浇筑，产生冷缝；振捣不密实（漏振、过振）会使混凝土出现蜂窝、麻面，内部密实度不足，后期易因受力不均开裂；运输过程中离析、初凝后再次搅拌使用，会破坏混凝土结构，降低强度。养护环节至关重要，养护不及时（浇筑后未覆盖保湿）、养护时间不足（低于规范要求的 7-14 天），会导致混凝土表面失水过快，产生干缩裂缝；养护湿度不够（如仅浇水未覆盖）会使混凝土表面干缩速率大于内部，形成表面裂缝。

（三）环境因素导致的裂缝

环境条件对混凝土结构的稳定性影响显著，易引发各类裂缝。温度变化是常见诱因，大体积混凝土浇筑后，水泥水化产生大量热量，内部温度升高，而表面散热快，形成内外温差，当温差产生的温度应力超过混凝土抗拉强度时，会产生温度裂缝（多为表面裂缝，呈不规则分布）；冬季低温时，混凝土内部水分结冰膨胀，会导致冻胀裂缝（表现为表面起砂、剥落，或内部贯通裂缝）。湿度变化也会导致裂缝，混凝土在干燥环境中会发生体积收缩，若收缩受到约束（如与基础、钢筋的粘结），会产生干缩裂缝（多为表面细而短的裂缝，走向不规则）；在潮湿环境中，若混凝土密实度不足，水分渗入后可能引发内部钢筋锈蚀，锈蚀产物体积膨胀，导致混凝土保护层开裂（沿钢筋方向的纵向裂缝）。

（四）荷载因素导致的裂缝

荷载作用下混凝土结构若受力超过设计限度，会产生结构性裂缝。短期荷载过大，如施工荷载超载、构件承受的活荷载超过设计值，会使混凝土受拉区超过抗拉强度，产生正截面受拉裂缝（跨中底部受拉裂缝）或斜截面剪切裂缝（支座附近斜向裂缝） 长期荷载作用 徐变，若构件长期处于超应力状态，会导致裂缝缓慢发展（如受弯构件跨中挠度增 ，裂缝宽度随 间增加 ）。此外，荷载作用位置不当（如集中荷载作用点无加强措施）、构件支座约束不当（如固定支座变形受限），会产生局部应力集中，引发局部裂缝（如梁端支座处的劈裂裂缝）。

三、混凝土结构裂缝的预防措施（一）针对材料因素的预防措施

严格控制材料质量，选择适宜的混凝土原材料。水泥应根据工程特点选择（如大体积混凝土选用低热水泥），进场前检验安定性、强度等指标；骨料应选用级配良好、含泥量低的砂石（石子含泥量≤1%，砂含泥量≤3%），必要时进行筛分、清洗；外加剂应与水泥进行适应性试验，严格按配合比掺加，避免过量或不足；拌合水采用洁净水，严禁使用含有害物质的水源。优化混凝土配合比，通过试验确定合理的水灰比（一般≤0.55）、水泥用量（不宜过大，大体积混凝土可掺加粉煤灰等矿物掺合料替代部分水泥），减少混凝土收缩和水化热。

（二）针对施工因素的预防措施

规范施工操作流程，确保施工质量。拌合时严格按配合比计量，保证搅拌均匀（搅拌时间 ⩾90 秒）；运输过程中防止离析，若发生离析需二次搅拌后使用。浇筑时合理安排浇筑顺序，分层厚度控制在 300-500mm，振捣密实（振捣至混凝土表面泛浆、无气泡冒出），避免漏振、过振；对于大体积混凝土，采用分层浇筑、推移式连续浇筑，减少冷缝产生。加强养护管理，浇筑完成后 12 小时内覆盖保湿（采用塑料薄膜、麻袋等），保证养护湿度（表面保持湿润），延长养护时间（大体积混凝土养护时间≥14 天）；高温或大风天气，增加覆盖层数，减少表面失水。

（三）针对环境因素的预防措施

采取措施应对环境变化对混凝土结构的影响。控制温度裂缝，大体积混凝土采用 “分层浇筑、分层散热”，预埋冷却水管（通循环水降低 高温季节浇筑时，采取骨料降温（洒水、遮阳）、冰水拌合等措施降低入模温 热水拌合等方法保证混凝土入模温度≥5℃，浇筑后覆盖保温（如棉被、电热毯） 化影响，混凝 土浇筑后及时保湿养护，减少干缩；表面涂刷防护涂料，阻止水分过快蒸发 腐蚀性介质的环境中，采用抗渗混凝土（掺加引气剂、防水剂），提高密实度；表面设置防腐涂层（如环氧树脂涂层），隔离腐蚀介质。

（四）针对荷载因素的预防措施

合理设计并严格控制荷载作用，避免结构性裂缝。设计阶段，准确计算荷载（包括恒荷载、活荷载、偶然荷载），保证构件承载力满足要求，考虑荷载组合的不利情况；对于受力复杂部位（如支座、集中荷载作用点），采取加强措施（如增设附加钢筋、加密箍筋）。施工阶段，严格控制施工荷载（如堆料高度、机械重量），不超过设计允许值；合理安排施工顺序，避免构件过早承受荷载。使用过程中，加强荷载管理，严禁超载使用（如楼面堆载超过设计值、桥梁超载通行）；定期检查结构受力状态，发现荷载异常及时处理。

四、结论

混凝土结构裂缝的成因复杂多样，涉及材料、施工、环境、荷载等多个方面，材料质量不合格、施工操作不当、环境条件恶劣、荷载作用超标是导致裂缝的主 针对各类裂缝成因，需从材料控制、施工规范、环境应对、荷载管理等方面采取针对性 质量、优化配合比、规范施工流程、加强养护、应对环境影响、合理设计与 载等手段， 可有 减少裂缝的产生。未来，还需结合新材料技术（如高性能混凝土、纤维混凝土）和智能化监测手段（如裂缝传感器实时监测），进一步提升混凝土结构裂缝的预防水平，保障工程结构的安全与耐久性。

参考文献：

[1] 刘 凯 强 , 邓 菁 . 建 筑 混 凝 土 结 构 裂 缝 分 析 及 控 制 措 施 [J]. 工 程 建 设 与 设计,2025,(08):4-6.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2025.04.201.

[2] 付 博 伦 . 混 凝 土 结 构 裂 缝 成 因 分 析 及 控 制 措 施 [J]. 科 技 创 新 与 应用,2025,15(06):142-145+149.DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.06.035.

[3]黄辉.混凝土结构裂缝产生原因及控制施工技术探究[J].散装水泥,2024,(06):17-19.