膨胀裂缝的产生有以下几种情况:
1)使用的水泥安定性不良,游离的氧化镁或氧化钙含量较高或骨料中混入镁砂、白云石等有害杂质引起不均匀膨胀产生的裂缝。
2)混凝土中掺加了微膨胀剂,拌和不均匀、振捣不到位所引起的不均匀膨胀。
3)混凝土结构局部处于高温环境,局部处于低温环境,造成高温区域混凝土与低温区域混凝土不均匀膨胀而产生的裂缝。
4)在寒冷条件下浇注混凝土,未采取有效的保温及养护措施,混凝土中的水分受冻体积膨胀造成开裂,或后张预应力结构,压浆后养护保温不当,浆液受冻膨胀,也容易产生沿预应力方向的裂缝。
5)化学膨胀裂缝有4种类型:
a.钢筋锈蚀膨胀裂缝,混凝土中氯离子含量过高,会使钢筋产生化学腐蚀生成铁锈,钢筋体积膨胀造成混凝土开裂;
b.水泥杆菌腐蚀裂缝,混凝土中的铝酸三钙受镁盐或氟酸盐的侵蚀,生成的难溶物质体积膨胀,使混凝土胀裂;
c.碱集料反应裂缝,混凝土的集料中含有游离二氧化硅,与水泥中的碱发生反应,生成硅酸凝胶,硅酸凝胶吸水后体积膨胀,造成混凝土开裂,碱集料反应被称为混凝土的癌症,具有极大的破坏性;
d.水泥中含有大量游离氧化钙,在混凝土硬化后继续水化而产生体积膨胀。
6)延迟钙矾石膨胀裂缝。延迟钙矾石指的是混凝土在早期完全硬化后且无外来硫酸根离子的条件下经过高温养护处理后,混凝土中的钙矾石部分或全部分解,后期在一定的外部条件下,分解后的产物又重新生成钙矾石的过程。后期生成的钙矾石在混凝土硬化后结晶膨胀,对混凝土产生挤压应力致使混凝土产生膨胀,膨胀的不均匀性会导致混凝土中产生拉应力,当拉应力超过混凝土能承受的抗拉极限,混凝土就会产生微裂缝,微裂缝会继续在混凝土中发展,甚至可能贯穿混凝土产生表面裂缝。
延迟钙矾石破坏作用一般在几个月甚至几年后显现,这种滞后的膨胀会引起混凝土结构的破坏,造成巨大的经济损失。延迟钙矾石引起的混凝土膨胀开裂的时间周期较长,且造成破坏的混凝土往往是投入实际使用的混凝土结构,因此很难对其产生的破坏进行评估。