混凝土裂缝的种类与成因

混凝土裂缝一般可分为应力裂缝和非应力裂缝。应力裂缝是混凝土受荷载作用引起的裂缝，非应力裂缝是由于混凝土的收缩受约束时，当温度、混凝土收缩等因素所产生的拉应力大于混凝土极限抗拉强度时产生的裂缝。目前大部分裂缝是非应力裂缝。
1.干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。产生的原因主要是混凝土内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。水泥水化生产的大量水化硅酸钙胶体，硅酸钙胶体具有大量微细孔隙，在干燥条件下，胶体中自由水逐渐蒸发产生毛细管引力，胶体孔隙受到压缩，胶体的体积随着水分的蒸发减少而不断收缩，从而引起混凝土体积收缩。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状线细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间由于干缩仅发生在表层很浅的地方，显然干缩对混凝土薄壁结构如板、墙等构件影响程度相对较大，干缩裂缝主要和水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量有关。
2.塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在气温高或大风天气出现，裂缝呈不规则的鸡爪形。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度，或者混凝土刚刚终凝强度很小时，受高温或较大风力的原因使混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而这时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因些产生龟裂。影响因素主要有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对温度等。
3.沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是结构地基土质不匀、松软，或回填土不实、浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致。此类裂缝多属深进或贯穿性裂缝，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展，较大的贯穿性沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降值成正比关系，而与温度变化关系不大。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
4.温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而表面混凝土散热较快，这样就形成内外的较大温差，然而较大的温差造成热胀冷缩使混凝土表面应力产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的走向通常无规律。大面积结构温度裂缝往往是纵横交错，梁板类温度裂缝多平行于短边，贯穿的温度裂缝，一般与短边平行或接近平行，裂缝宽度一般在0.5mm以下，表面温度裂缝多在施工期间出现，贯穿的温度裂缝在浇筑经2~3个月或更长时间发生，缝宽是冬季宽夏季变窄，沿截面深度宽，裂缝呈上宽下窄多数，个别也有下宽上窄，遇顶部和底部配筋较多的结构，也有中间宽两端的梭形裂缝。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力。
5.化学反应引起的裂缝
碱一骨料反应和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中常见的由于化学反应引起的裂缝，混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。若施工当中混凝土保护层厚度不合格，保护层就会受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较髙，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对混凝土产生膨胀产力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面，因而结构承载力下降，导致结构破坏。这种裂缝一般出现在使用期间。