混凝土出現裂縫的原因有多種。
荷載引起的裂縫:在常規靜、動荷載及次應力下,混凝土會產生裂縫。這些裂縫主要分為直接應力裂縫和次應力裂縫。直接應力裂縫是由外荷載引起的直接應力產生的,而次應力裂縫則是由于外荷載引起的次生應力產生。這類裂縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重的部位。當受壓區出現起皮或有沿受壓方向的短裂縫時,這往往是結構達到承載力極限的標志,是結構破壞的前兆。
溫度引起的裂縫:混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化時,混凝土將發生變形。如果變形受到約束,結構內將產生應力。當應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生溫度裂縫。這類裂縫的主要特征是隨溫度變化而擴張或合攏。
地基礎變形引起的裂縫:由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂。
鋼筋銹蝕引起的裂縫:由于混凝土質量較差或保護層厚度不足,混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低。同時,氯化物介入導致鋼筋周圍氯離子含量較高,引起鋼筋表面氧化膜破壞。這些因素導致鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應,其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍,對周圍混凝土產生膨脹應力,導致保護層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面。
凍脹引起的裂縫:大氣氣溫低于零度時,吸水飽和的混凝土出現冰凍,游離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產生膨脹應力;同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在-78度以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓,使混凝土中膨脹力加大,混凝土強度降低,并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重,成齡后混凝土強度損失可達30%~50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。
施工材料質量引起的裂縫:混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格可能導致結構出現裂縫。
施工工藝質量引起的裂縫:在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中如果施工工藝不合理或施工質量低劣容易產生各種裂縫特別是在細長薄壁結構中更容易出現。
總的來說要防止混凝土出現裂縫需要從設計、施工和使用維護等多個環節采取相應措施進行預防和維修補救。