混凝土裂縫控制技術在建筑施工中的應用

邱翔

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

混凝土是建筑工程主要材料，施工質量控制十分關鍵，尤其是裂縫問題的處理具有重要意義。當前，各種礦物摻合料、外加劑的研究逐漸深入，有效改善混凝土質量，但是裂縫問題無法完全避免，還需從施工、養護等方面入手，全面加強施工過程管理，保證工程質量達標，打造優質項目。

1 混凝土裂縫概述

在建筑工程作業中，混凝土是主要原材料，用量大、性能卓越，為現代高層、超高層、大跨度建筑物的發展奠定堅實的材料基礎。結合建筑工程案例分析顯示，混凝土結構裂縫的產生主要是外部荷載所致裂縫與內應力所致裂縫，后者占比超過80%。

混凝土裂縫一旦出現，極易在荷載的作用下不斷擴張，水分、氧氣、二氧化碳、有害物質等快速滲透，混凝土性能下降，不僅縮短建（構）筑物的使用年限，更是容易引發嚴重安全事故，帶來嚴重后果，圖1 為混凝土裂縫照片。

圖1 混凝土裂縫照片

如何有效控制混凝土裂縫一直是工程界研究的重點所在，對于提高建筑工程品質、延長使用年限等具有重要意義，本文主要著重就此展開詳細分析。

2 建筑工程混凝土裂縫類型與控制技術分析

2.1 混凝土裂縫類型

下文主要從結構性裂縫、非結構性裂縫以及施工裂縫的角度，對建筑工程中的混凝土裂縫情況展開詳細分析，具體如下：

2.1.1 結構性裂縫

結構性裂縫也稱為是受力裂縫，此類裂縫的出現往往是較為危險的，必須做好裂縫原因分析，并采取針對性的處理措施（見表1）。

表1 結構性裂縫原因與特征表現

2.1.2 非結構性裂縫

根據上一小節分析可知，非結構性裂縫的數量要占絕大多數，具體如下：

（1）塑性干縮裂縫：此類裂縫主要是混凝土硬化前，表面水分快速蒸發所致，多數出現在大塊板面上；

（2）塑性沉降裂縫：國內建筑工程中混凝土施工以泵送為主，極易泌水，引發塑性沉降裂縫；

（3）干燥收縮裂縫：混凝土硬化期間，一直存在干燥收縮的情況；

（4）自生收縮裂縫：基于水泥水化的影響，當外界無水分補給的情況，毛細水負壓導致體積出現變化，主要影響因素是水灰比。

2.1.3 施工裂縫

施工裂縫主要表現為鋼筋裂縫、蜂窩、網狀裂縫以及接槎裂縫等，主要產生原因包括：

（1）施工中水灰比不達標，塑性混凝土下沉，形成沿鋼筋裂縫；

（2）混凝土振搗不達標，澆筑過快，板與墻、梁交接位置出現裂縫；

（3）混凝土運輸時間長，坍落度不足，出現網狀不規則裂縫；

（4）模板強度不達標，出現變形的情況，導致混凝土構件變形引起裂縫問題。

2.2 混凝土裂縫控制技術

針對建筑工程中的混凝土裂縫問題，下文主要從材料性能改善、構件性能改善以及施工控制兩大方面進行論述，具體如下：

2.2.1 材料性能改善方面

在混凝土材料性能改善方面，主要有如下幾種方法：

（1）摻入細磨粉煤灰或礦渣：通過此方法替代一部分水泥，減少混凝土水熱化，減少溫縮裂縫的產生；

（2）摻入外加劑：包括減縮劑、減水劑、抗裂防水劑、膨脹劑等，具體功能如表2 所示。

表2 外加劑功能

2.2.2 構件性能改善方面

（1）摻入纖維：鋼纖維具有較大彈性模量，可提高混凝土抗拉極限應力，施工成本較高；

（2）采用預應力混凝土：可節省鋼筋用量、降低混凝土標號，多用于大型公用基礎設施、大型場館。

2.2.3 施工控制

建筑工程混凝土澆筑施工情況，也直接影響裂縫問題的出現，具體要點如下：

（1）嚴格按規范流程作業，根據施工方案落實澆筑、振搗工作，保證混凝土成型質量、強度滿足設計要求；

（2）施工中適當采用物理降溫方法，減小水化熱，如冰凍粗骨料、埋設冷水管道等，防止混凝土出現裂縫；

（3）科學養護，包括覆蓋養護、灑水養護等，養護時間≥7d，嚴禁隨意縮短養護時間，導致混凝土表面出現溫縮裂縫等。

3 工程案例

3.1 工程概況

本文僅以某住宅項目為例展開分析，此項目總建筑面積139222.74m2，包括8 棟高層建筑、1 個大型地下車庫。本項目采用商品混混凝土施工，目前通過工程實體觀察發現4 種裂縫，包括地基不均勻沉降所致裂縫（豎向裂縫）、溫縮裂縫（八字形裂縫）、大梁處裂縫（施工所致）、現澆樓板板角裂縫（貫通縫）。

3.2 混凝土裂縫控制技術

經綜合分析，本項目主要采取以下措施控制混凝土裂縫，具體如下：

3.2.1 膨脹劑使用

本項目經綜合分析，決定選擇添加膨脹劑的方式提高混凝土自身抗裂性，擬配置四種自制的膨脹劑，見表3。

表3 自制膨脹劑

結合試驗分析，本項目膨脹劑選用情況如下：

（1）地下室底板混凝土：P2 膨脹劑10%；

（2）上部結構墻板、現澆樓板、梁混凝土：P4 膨脹劑10%。

3.2.2 施工防裂措施

（1）混凝土運輸

本項目采用混凝土摻入膨脹劑后，還需合理規劃好運輸路線、車輛等，采用專用混凝土攪拌車。

（2）混凝土澆筑

本項目采用膨脹混凝土后，相應的需調整模板體系、布料形式與振搗工藝，具體如下：

①模板體系：本項目選取地下室長24m、高5.6m 的混凝土墻板模板展開分析，對比竹膠板與鋼模支撐系統顯示，鋼模施工的混凝土墻板裂縫數量更少，多數出現在7d 后，頂板部位兩種模板使用下的混凝土裂縫差異不大；②布料形式：本項目地下室一次澆筑長，具有明顯的縱深狹長特征，綜合分析后采用整體性水平分層布料形式，可較好控制每層布料厚度，施工中實時檢查模板支撐系統是否松動、墻/柱鋼筋是否偏位、預埋套管是否移位，保證澆筑質量達標；③振搗工藝：采用插入式振搗器+平板振動器，前者用于分層振搗，后者用于表面振搗密實，保證混凝土表面質量合格，減少裂縫的出現；④混凝土養護：拆模時混凝土強度≥2.5MPa，本項目通過1d、4d、7d 拆模試驗顯示，拆模時間越短裂縫越多，綜合考慮模板周轉成本最終選定7d 拆模；混凝土澆筑時溫度與氣溫接近為宜，一般控制在8～18℃；本項目混凝土重點養護部位是墻板，將模板支撐螺栓松開，用皮管往里澆水，延長拆模時間；拆模后，采取灑水+薄膜養護方法，養護時間≥14d。

3.3 混凝土檢測

本項目施工完成后，對墻板、底板混凝土進行檢測顯示，觀感質量良好，中后期處于補償收縮狀態、抗壓強度符合要求。

4 結語

綜上所述，我國建筑工程混凝土施工質量，在一定程度上直接決定項目后期使用舒適性與安全性，對此必須將裂縫控制作為重點來抓。建筑混凝土裂縫的產生，主要與材料本身、施工過程相關，一方面需合理進行混凝土配制，摻加適量的減水劑、膨脹劑等，可通過試驗確定摻量；另一方面加強施工過程控制，包括運輸、澆筑、振搗以及養護工作等，保證混凝土強度達標，減少裂縫的產生。