試述建筑工程混凝土裂縫原因

文/劉雨潮 上海浦橋工程建設管理有限公司 上海 200032

建筑施工中，混凝土材料的作用非常突出。混凝土主要由砂石、水泥、水等材料混合而成，其施工過程包括拌和、澆筑、振搗、養護等工藝，因此，要保證混凝土最終的施工質量，需要對施工材料的質量和各施工工藝進行嚴格的質量控制，并在養護期間采取合適的養護措施，從而減少裂縫的產生。

1、混凝土裂縫的危害

假如混凝土出現裂縫的話,就會造成巨大的危害。第一,在進行施工的時候,如果混凝土出現了裂縫就會從根本上降低建筑強度,嚴重的還會使建筑所用的鋼筋出現外露的情況,如此以來就會導致其出現氧化侵蝕的情況,從而導致鋼筋出現銹蝕的情況,混凝土的質量也會有所改變,從而在一定程度上加速混凝土裂縫的產生,導致施工完成部分的強度不夠,在影響施工進程的同時,還會對建筑的壽命和質量造成相應的影響。假如在出現裂縫的時候施工單位所采取的措施不夠及時的話,就會加重混凝土裂縫的產生,從而減少建筑的使用壽命,對人們的財產安全造成一定的危害。

2、建筑工程施工中混凝土裂縫的成因

2.1 溫度裂縫的成因

溫度裂縫在建筑工程中比較常見，主要是因為混凝土結構的內外部溫差較大，并且養護措施不合理造成的。水泥水化時會產生大量的水化熱，并且聚集在混凝土內部難以與外界進行熱傳遞，而混凝土結構表面的熱量可以很快散發出去，導致混凝土結構內外產生較大的溫差，在混凝土內部產生溫度應力，當內部產生的拉應力大于混凝土能承受的最大拉應力時，就會產生溫度裂縫。

2.2 施工工藝導致的裂縫

在具體的施工過程中，常因為諸多因素使鋼筋混凝土出現裂縫，其中主要表現在以下方面：（1）選擇建筑施工材料時，因為一些管理人員一味謀取經濟利益而選擇質量不達標的建材，一旦應用到施工過程中，會直接引發混凝土開裂現象。因此，要強化建筑原材料的選擇。（2）混凝土原料的配合比失調也是導致混凝土建筑出現裂縫的重要原因之一。因此，應重視混凝土的配合比控制。配合比不協調主要表現在水灰比大、水泥用量過大、含砂量超標等方面。相關資料表明：用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮量增加5%；水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的黏結力降低10%[1]。在混凝土的制作過程中，水灰比會直接影響混凝土的強度和耐久性，水灰比越高，水泥的流動性就會更強，加之水泥在水化熱作用下會產生水分，導致過多的水分殘留在混凝土材料中，影響了混凝土的抗負荷能力，在荷載的長期作用下，使混凝土墻體產生裂縫。（3）施工環境溫度的影響。一般狀況下，溫度變化對混凝土早期性能發展影響較大，溫度越高，混凝土強度增長越快。據科學研究表明，當混凝土溫度低至-10℃時，水泥的水化反應會停止，混凝土的強度也不再繼續增加。而在實際施工中，當溫度達到0℃時，混凝土的水分已開始結為冰狀物，這時混凝土的抗拉強度和彈性模量已經非常低，因而混凝土結構非常容易出現裂縫。

2.3 設計方面的原因

在建筑結構設計過程中，由于結構受力分析和計算的偏差，導致結構施工完成后受力不合理，導致混凝土結構的強度無法滿足工程需要，從而發生混凝土裂縫。

2.4 混凝土材料配比不合理

由于混凝土材料由水泥、砂、石等原材料拌和而成。因此，材料的配合比對混凝土的質量有直接的影響。如果沒有嚴格按照配合比制備混凝土，會導致混凝土強度降低，無法承受上部結構的壓力，從而產生結構裂縫。

3、控制混凝土裂縫的主要對策

3.1 嚴格控制原材料質量

要保證混凝土材料的質量，應在材料采購和進場過程中采取有效措施嚴格控制碎石、砂石等原材料的質量，例如，選擇材料時，應選擇符合各項參數和特性符合施工要求的材料；材料進場時，應查看材料的質量合格證書等質量證明，并進行取樣檢驗，只有檢驗合格的材料才能投入使用。

3.2 嚴格控制混凝土材料的配制過程

混凝土的質量會受到水泥、砂、水等原材料的特性的影響，例如，水泥的種類和用量會對混凝土硬化過程中產生的水化熱有直接影響，因此，優先選用地熱硅酸鹽水泥，這種材料水化熱程度較低，對預防混凝土裂縫的產生有明顯的作用。混凝土制備用水應使用飲用水，并且不能摻有雜質。另外，還應嚴格控制混凝土的配合比，按照試驗確定的混凝土的最佳配合比對混凝土進行拌和。

3.3 優化結構設計

在混凝土結構的設計過程中，要嚴格遵守相關設計標準和規范，與施工現場的實際情況相結合，全面進行結構分析。若連續性混凝土結構尺寸較大，可設置施工縫和沉降縫，從而避免混凝土材料由于熱脹冷縮而產生裂縫，保證混凝土結構設計的合理性。

3.4 控制混凝土澆筑施工

混凝土澆筑時，選擇分層澆筑的方法，并合理確定每次的澆筑高度，并在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑，防止形成冷縫，以提高澆筑質量。在澆筑過程中，應保持速度均勻，避免發生混凝土離析問題，若中途需要停止施工，應在已澆筑部分初凝前繼續澆筑過程，并且一次性完成。澆筑作業結束時，應進行保溫處理，情況允許時，應選擇環境溫度適宜時進行施工，以避免環境溫度帶來的影響。環境炎熱時，應進行降溫防曬處理，如通過遮蓋、灑水等措施控制原料溫度，以保證減少混凝土結構裂縫。

3.5 嚴格控制混凝土溫度

在混凝土的溫度監測過程中，應同時做好溫控措施：（1）可考慮采用塑料薄膜或毛氈覆蓋，常規塑料厚度往往采用0.14mm，毛氈通常選用3層；（2）可以采用改善骨料級配，用干硬性混凝土摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；（3）拌合混凝土時，加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；（4）環境溫度較高時，澆筑混凝土要減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；（5）規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節應采取保溫措施。

3.6 強化施工管理

要想有效方式混凝土裂縫的產生,我們必須要做好施工管理工作。在具體施工的時候,對于具體的施工過程一定要做到嚴格管理,對于違規操作的情況必須要加大處罰力度。再者,對于相關的檢測工作也一定要重視起來,在確保工程效率的基礎上對工作質量做到有效保證。通過進一步強化施工管理,可以使相關人員明確認識到自身工作職能,從而有效防止工程失誤的產生,從而有效避免裂縫的產生。再者,為了確保工程進度、工程效率以及工程質量,具體工程的實施要選擇在天氣適宜的情況下下進行,同時還要做好相應的施工準備工作。

3.7 重視養護工作

在養護過程中，工作人員要嚴格遵循相關原則和標準，在混凝土施工結束48h后開始側面拆模，并使用塑料薄膜覆蓋。養護時間為至少28d，每天需要至少15h的養護時間。可以在混凝土結構表面灑水，對其溫度和濕度進行控制，避免混凝土中裂縫問題的出現。建筑物的后期保養也是十分重要的,及時的根據契合溫度的改變而做出相應的保養工作,可以明顯減少混凝土的裂縫產生。同時,及時的發現裂縫進行補救,可以使建筑物更加牢固,擁有更久的使用壽命。

3.8 溫度裂縫的預防

某些地區的早晚溫度差異大,直接導致了冷而交替,對混凝土建筑帶來了損害,同時室內外溫差過大時也會使混凝土出現裂縫。因此,在建筑的建造過程中就要事先預防這情況,減少溫度差異對混凝土帶來的損害。所以在施工過程中,要在高溫地區適量減少混凝土建筑墻面的厚度,利用減少墻面厚度來減少室內外溫度差異。還可以在施工過程中,尤其是澆筑時,通過物理降溫方式減少材料的溫度,使混凝土更好的成型。對于一些特別高溫地區,可以采用涼水噴灑、遮擋陽光直射等方式來降低材料溫度,在澆筑過程中,加入冷凝管等降溫管道在建筑物的墻壁中。還有就是在氣溫發生明顯升溫或者降溫時,要對建筑物及時做好防護工作,避免因為溫差而導致的混凝土損壞。所以溫度的防護要根據不同地區做出不同方案。

3.9 荷載裂縫的預防

提高建筑物混凝土的承載力,必須要有一個合理良好的設計,同時嚴格按比例配置混凝土的材料。在設計時,為了加強混凝土的承載能力,要在樓板層增加混凝土中鋼筋的數量和密度,同時在墻面樓梯等地方要減少受力的力臂,使這些薄弱地方可以減少承受的荷載。在一些地震多發地帶,增加鋼筋數量密度,加強混凝土強度,加厚樓板層厚度,這都將有效提升混凝土承載力。

結語：

綜上所述，建筑工程最終的完成質量與后期的使用效果有直接的聯系，并且與人們的生命財產安全息息相關，因此，對混凝土裂縫的成因和控制措施進行研究，可以促進建筑工程施工質量水平的提高，有重要的研究意義。