混凝 土使用距 今仅 180多年 ，我 国在 十九世纪末和二 十世纪初 ，开始 在建筑 物 使用混凝 土。混凝 土是一 种 由砂 石骨料 、 水 泥、水及其他外 加材料 混合 而形成 的非 均 质脆 性材料 。混 凝土 的抗拉能 力差 ，容 易开裂 ，裂缝的 出现不但 会影 响结 构 的整 体性 和 刚度 ，还会 引起 钢筋 的锈 蚀 、加速 混凝土 的碳化 、降低混凝 土的耐久 性和抗 疲劳 、抗渗 能力 。因此 ，分析 裂缝 的成 因 ， 探索防治措 施 ，对 其在水 利工程建 筑物 中 的应用有着极其重要 的意义。 1混凝土裂缝的成因 引起水 工 建筑 物混 凝 土结 构产 生裂 缝 的成 因十分复 杂 ，因素 众多 。产生 的原 因一 般有 两类 ：一 类是 外力 (包 括突 发性 的外力 和结 构静 、动 载 )引起 的裂缝 ；另一 类是 混凝 土本 身存 在不 均匀 收缩 变 形加 上约束作用引起 的裂缝 。非荷 载作用引起 的裂缝 包括 温度 变化 、钢 筋锈 蚀 、冻胀 及 施 工质 量 、混凝 土收缩 、地基 变形 等原 因 引起 的裂缝 。 1．1荷载作用引起 的裂缝 混凝 土在常规静 、动 荷载及 次应力 下 产生 的裂缝称荷 载裂缝 。在荷载 作用下 ， 混凝 土结 构构 件截 面 的混凝 土 拉应 变 常 常是大于 混凝土极 限拉伸值 的 ，例如 由于 弯矩 、轴 向拉力 、偏 心拉 (压 )力 等 引起 的 垂直裂缝 (或称正截 面裂缝 )；以及由于 剪 力或是扭矩引起 的斜裂 缝。这类裂缝总是 和主拉应力 方向大致 垂直 ，且最先 在荷载 效应最大处 ，即在混 凝土抗 拉能力 最薄 弱 处产生。 1．2非荷 载作 用引起的裂缝 1．2．1收缩 裂缝 塑性 收缩 和 缩水 收缩 是 导致 混凝 土 收缩 裂缝的主要原 因。水泥本身性质所 决 定 的混凝土 产生 收缩裂缝是 不可避 免 的。 混凝 土收缩裂缝有 以下几 种 ： (1)混凝 土收缩 引起 的裂缝 。由于混 凝土 内的水分 蒸发 ，表面水 分蒸发 快 ，收 缩大 ，内部水分 蒸发慢 ，收缩小 ，形 成内外 收缩差 。 当其差 值较 大 ，加 上表面 收缩变 形 受到 内部 混凝 土 的约束 作 用而 出现拉 应力 ，产生收缩变形 ，就 导致裂 缝的产 生 。 在配筋 率较高 的构件 中 ，由于钢筋对 四周 混凝土 的约束功 能增强 ，混凝 土的收缩 也 会受到 钢筋的限 制而产 生拉应 力 ，引起 构 件局部 裂缝 。当拉应力 达到一 定值时 ，引 起混凝土表 面开裂 。 (2)自生收缩 裂缝 。水泥水 化体积 变 小 ，引起 自生收缩 。由于收缩是不均匀 的 ， 收缩 大的部 位受 到 收缩 小 的部位 }昆凝 土 的约束 作用而产生裂缝 。 (3)碳 化收缩 裂缝 。空气 中的二氧化 碳 与水 泥水 化生 成物 如 氢氧 化钙 等作 用 生成碳 酸钙 、铝 胶 、硅胶 和游 离水 ，引起表 面体积 收缩 。表面收缩受 到结构内部未碳 化混凝土 的约 束而产生表 面龟裂 。在干燥 环境下 ，振捣过 度表 面形成砂 浆层 的情 况 下更为严重 。 (4)降温收缩 裂缝 。水泥 和水起化 学 反应 ，放 出热量 ，混 凝土 温度升 高 ，水化 反 应 完成 ，放 热也终 止 。假 如热 量不能很 快 散失 ，内部和 外部 温差 过大 ，就 将产 生 温 度应力 ，使结构 内部受压 ，外部受拉 。 以 上这 几种 因混凝 土 收缩 引起 的裂 缝 ，在 没有 其他 不利 因素 的影响 下 ，大部 分 属于表 面裂 缝 ，裂缝 宽 度 较细 且 纵横 交 错 ，形状 没有 任何 规律 ，对 结构 没 有什 么 大的影 响 ，是允许 的。但在 其他 各种不 利 因素 的影响 下 ，微裂 可能转化为不允许 出现的宏观裂 缝 ，甚 至发展 为贯穿 整个构 件的裂缝 。 1．2．2其他 因素引起的裂缝 (1)由于水灰 比 、砂率 过大 、石 子级配 不 好 、振捣 过度 、养护不 到位 等 原 因引起 粗 骨料过 度沉落 ，形成竖 向体积缩 小 ，沉 落过 程 中受 到钢筋 、模板 等约束而 产生沉 降 收缩 裂缝。 (2)由于地基不均匀沉陷产生的裂缝 ， 由于基础竖向不 均匀 ，水平方 向出现位 移 ， 结构 中产 生 的附 加应 力超 出 混凝 土结 构 的抗拉力 ，导致不 均匀 沉陷裂缝 。 (3)混 凝 土 没 达 到规 定 强 度 而 放 张 (先 张 法 )或 张拉 (后 张法 )，引起 反 拱值 偏 大 ，或放 张方法 不当 ，都会 引起 张拉 、放 张裂缝。(4)冬季 施 工没 采取 防 冻措 施 ，使混 凝土 受冻 而产生裂缝 ，可称 为冻胀裂缝 。 2防止 混凝 土 裂缝 的措 施 对 于水 工 混凝 土 裂缝 ，可 以根据 其 产 生成 因的不 同，采取 科学 的 防治 措施 ， 提 高混凝 土 的抗 裂性 ，改 善 混凝 土 的整 体性 能 。 2．1从 配合角度提高混凝土抗裂性 要 在保 证 混凝 土具 有 良好 的工 作 性 能 的前提 下尽 可能 地 降低 混凝 土 的单 位 用水 量 ，采用 “i低 (低砂率 、低塌 落度 、低 水 胶 比)、二掺 (掺 高效减 水剂 和高性能 引 水 剂 )、一 高 (高 粉 煤 灰掺 量 )”的设 计 准 则 ，生 产 出高 强 、高 韧性 、中弹 、低热 和高 极拉 值的抗裂混凝 土。 2．2荷载作用 引起 裂缝的防治措施 混凝 土是一 种脆性 材料 ，抗拉强 度是 抗 压强度 的 1／10左 右 。为 了防止 裂缝 ， 必须 从提 高混凝土 的抗裂性 人手 ，适 当 的 配筋率 可提高混凝土 的极 限拉 伸强度。选

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