建筑工程混凝土裂縫成因控制措施剖析

盧永祥

摘要：裂縫是建筑工程混凝土結構的質量通病之一，若處置不當將嚴重威脅到建筑結構的安全性，影響建筑物的使用功能，縮短建筑物的使用壽命。混凝土裂縫產生的原因有很多，主要有地基不均勻沉降、溫度因素、混凝土收縮、混凝土拌合料質量差、振搗不密實、養護不當等。在分析建筑工程中混凝土裂縫成因的基礎上，提出了建筑工程混凝土裂縫的治理措施，以提高混凝土的施工質量。

關鍵詞：建筑工程；混凝土；裂縫；措施

前言

眾所周知，混凝土施工材料是當前建筑工程項目施工中極為重要的一種，其在整個建筑工程施工中發揮了至關重要的作用，對于建筑工程質量的提升也做出了重要貢獻，但是就當前我國很多建筑工程項目中混凝土施工材料的應用過程來看，其中存在的問題也是比較多的，尤其是裂縫問題的存在更是對于建筑工程的質量產生了重要影響。所以，對建筑工程混凝土裂縫的成因及防治措施進行探討和分析是非常必要的。

1 混凝土結構的性能及裂縫的危害

1.1 混凝土結構的性能

從目前出現裂縫的的原因看大都與混凝土結構本身有密切的關系，如果混凝土本身的強度不能夠抵抗較大的負載必然會造成結構裂縫。首先，混凝土的強度。混凝土的強度主要取決于水泥的強度及砂石骨料的粘結強度，這就與水泥的標號、水灰的配比相關。其次，混凝土變形。混凝土的變形主要表現為收縮變形和溫度變形。當環境溫度和濕度發生變化時，混凝土的構件就會發生相應的變化從而使混凝土產生收縮變形或溫度變形。由于混凝土在體型上的變化，混凝土板的體積和表面比值會大大小于其支撐系統的表面比值，這就使混凝土板在水平方向上的變形大于支撐系統，從而出現拉應力，影響混凝土結構的整體性。

1.2 出現裂縫的危害

混凝土裂縫主要是指結構裂縫，尤其是指在澆筑混凝土板中出現的板縫、混凝土框架裂縫和混凝土剪力墻裂縫，這些都是混凝土結構中質量頑癥。混凝土結構在施工和使用中如果出現不同程度、不同形式的裂縫會對混凝土結構產生潛在威脅。混凝土結構如果出現裂縫會使大氣中的二氧化碳滲透到混凝土中，加快混凝土的碳化速度，從而使鋼筋出現銹蝕的時間大大提前。如果混凝土出現裂縫相應的化學介質、電化學反應、水分子也會相應地進入裂縫，在鋼筋的表面發生電化反應，從而縮短鋼筋的使用壽命。另外，明顯的裂縫還會影響建筑物的外觀和使用功能，使用戶產生不安全感。

2 混凝土工程中常見裂縫

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。常見的裂縫有：

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產生較大拉應力而產生裂縫。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

2.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

2.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導。

2.4 溫度裂縫

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，當水泥用量在350～550kg/m³，每立方米混凝土將釋放出17500～27500KJ的熱量，從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。

3 建筑工程混凝土裂縫的成因

3.1 溫度和濕度的變化

混凝土中，水泥的水化是一種放熱反應。混凝土在凝結硬化的時候，會產生出大量的水化熱。而混凝土自身卻具有導熱性低的特征。大量的熱量無法及時導出，囤積在混凝土內部。致使混凝土內部溫度不斷地攀升，在表面形成了拉應力。到了后期降溫的時候，又會因此基礎或老混凝土的制約，混凝土內部又會形成拉應力。另外，氣溫的降低，也會在混凝土表面形成很大的拉應力。建筑工程混凝土裂縫的產生，正是由于這些拉應力大于了混凝土自身所承受的最大抗裂力。尤其是在夏、冬這兩個季節，晝夜溫度差異較大。一旦養護工作出現問題，很容易導致工程建筑的混凝土出現溫差裂縫。一部分混凝土，其的內部濕度變化較慢或者較小，一旦表面濕度變化較大，也會出現裂縫。

3.2 原材料選擇和控制

造成工程建筑混凝土出現裂縫主要的原因之一就是原材料的組成問題。混凝土中最主要的膠凝材料就是水泥，水泥的品種、用量和細度等方面的因素，都會嚴重影響到混凝土的性能。控制混凝土裂縫產生的重要手段之一，是降低由水泥水化熱變化所引起的溫度變形。但同時，對石、砂的含泥量的把控同樣是控制混凝土裂縫產生的重要手段。用含泥量較大的石、砂配制出來混凝土，其抗拉強度低，收縮大，極易因為塑性收縮的原因而出現裂縫。此外，適量在混凝土中使用外加劑和摻合料，如減水劑、粉煤灰、膨脹劑等，可以有效地降低混凝土內部應力，對改善混凝土性能起到有利的影響。

3.3 施工不當

在施工現場，澆搗混凝土時，如果振搗或插入不當或是漏振、過振時過快地抽撤振搗棒，都會對混凝土的均勻性和實性產生不利影響，為裂縫的產生埋下誘因。施工中，在混凝土還沒達到應有的強度時，就進行拆模，或混凝土上的荷載過大或者是混凝土局部集中式荷載，這一系列的行為都會直接導致混凝土樓板彈性變形。混凝土在早期強度還沒有達到應有的標準，應力過大就會致使樓板出現變形甚至斷裂的情況。施工中，施工人員過于隨意，對鋼筋的保護工作不到位，致使板面負筋出現彎曲變形，或者的鋼筋保護層過厚過薄，這也對混凝土的受力能力起到了不利影響，使得板面出現裂縫。此外，有些建筑工程在施工結束后，進行澆帶時，沒有按照設計的要求進行施工，例如施工時沒有預留企口縫；混凝土板的后澆帶沒有支模板，致使斜坡搓；未徹底鑿除疏松混凝土等也都可能致使板面的裂縫出現。

3.4 養護不當

如果養護行為過早就會對混凝土凝結能力產生不利影響。養護行為過遲，混凝土板就會因為外界的影響，導致其表面的游離水分過快蒸發。水泥因為缺失了必要的水化水，體積開始劇烈收縮，而混凝土在前期的強度比較低，承受不住這種應力，最后產生開裂。混凝土在澆筑振搗之后，會因為重力的原因，粗骨料開始沉落并擠出空氣水分，在混凝土表面形成泌水。水泥素漿上浮，在混凝土表面形成了砂漿層。砂漿層，同下層混凝土相比，干縮性能較強。水分一旦蒸發過后，其很容易出現塑性收縮裂縫。混凝土在澆筑之前，對模板、墊層等灑水不夠，致使其過于干燥，混凝土樓板表面也很容易出現塑性收縮裂縫。

4 混凝土施工裂縫的治理措施

4.1 改善結構設計

在建筑工程結構設計過程中，可選用中低強度混凝土材料，也可在承臺的表面增加鋼筋的用量。實踐中為避免因溫度的變化而引起的混凝土施工裂縫，可采取永久式的伸縮方式進行設計；建筑工程結構裂縫產生的原因很多，結構長度問題是產生收縮應力主要影響因素之一。根據建筑工程項目建設的實踐情況，施工單位一定要采取有效的設計方案，尤其要考慮混凝土施工中可能產生裂縫這一問題。

4.2 施工技術方面

好的材料是保證建筑質量的前提，但是施工技術才是項目的核心環節，好的施工技術能夠保證混凝土的性能優良。具體來講，需要加強地基的檢查與驗收工作，為后續的工程做好鋪墊，對于較為復雜的地基，設計方在基坑開挖后應該要求勘察補鉆探，當探出有不利地質情況時，必須先對其加固處理，然后才能進行下一步施工。開挖基槽時，需要保持原有基槽結構的完整性，合理地安排施工秩序，當相鄰建筑物間距較近時，一般先從較深基礎開始，以防止基坑開挖破壞已建基礎的地基。

4.3 選材方面

材料的選擇是好的工程的基礎。因此在進行混凝土選擇時需要選擇那些水化熱較低的水泥；在粗骨料的選擇上，需要選用那種表面粗糙，質地堅硬的石頭，這種石頭需要級配良好，空隙率小，并且沒有堿性反應，有害物質和粘土量不許超過規定標準；細骨料的選擇上，宜采用顆粒較粗，空隙較小，含泥量較小的中砂；外摻料方面，宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土的性能，減少水的用量，減少收縮。

4.4 混凝土材料配制過程控制

混凝土材料配制過程中，如果有吸收率比較大的施工骨料，而且骨料中的含泥量、干縮量也比較大，那么混凝土干縮性會增加。為增強混凝土材料的和易性、抗滲性、可泵性以及抗離析能力，可在混凝土材料中摻一些粉煤灰或高效的減水劑，以減少滲水現象，進而減少混凝土裂縫問題的出現。同時，混凝土材料配比設計時，工作人員和管理人員一定要到施工現場進行實地考察，綜合分析施工現場混凝土澆搗工藝和構件截面等因素，并及時的調整砂石等施工原料的配比。

4.5 改善養護措施

在施工現場要改善對水泥和混凝土的養護措施以滿足保溫保濕的要求。由于氣候等外部條件的改變等會導致水泥和混凝土不同程度的變質進而在使用后出現裂縫等質量問題，所以施工過程前后必須密切注意材料的養護問題。例如，可用草袋、鋸末等其他物品覆蓋在終凝的混凝土上，嚴格限制非養護人員上屋面踩踏混凝土并保證覆蓋物的持續濕潤以滿足混凝土對濕度和溫度的要求。混凝土表層溫差過大會出現表面裂縫，通過在覆蓋物上灑水等養護措施可以使混凝土表面緩慢冷卻進而降低表層的溫度差異。尤其在寒冷季節，混凝土表面應設置有效地保溫措施，以防止寒潮來襲時表面干裂而影響施工質量。炎熱季節對大體積混凝土的降溫措施也是減少混凝土裂縫的必要條件。

5 結語

綜上所述，對于當前我國建筑工程施工項目中的混凝土施工應用來說，其確實在較大程度上提升了我國建筑工程施工的效率和質量，這一點和混凝土材料的優勢存在著密不可分的關系，但是在具體的混凝土材料應用過程中也存在著一些問題需要引起相關人員高度的重視，比如裂縫問題就是影響混凝土功能和效果實現的一個重要因素，因此，針對裂縫問題進行全面細致的分析，然后基于這些影響因素進行有效的控制就成了當前我國建筑工程施工中極為重要的一項基本工作。因此，在今后的建筑工程混凝土施工過程中就應該重點針對這些裂縫成因進行嚴格的控制和管理，保障混凝土施工的順利進行，盡可能避免裂縫問題的出現。