建筑混凝土裂縫形成原因及施工處理

曹楠

伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對(duì)建筑工程質(zhì)量提出了全新的技術(shù)要求。混凝土材料作為建筑結(jié)構(gòu)的主體應(yīng)用材料，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有著關(guān)鍵的影響，為此加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量管理有著重要意義。混凝土是由水、水泥、骨料等多種材料按照一定的比例，并根據(jù)使用要求加入一定的添加劑配比而成。在混凝土結(jié)構(gòu)施工中，由于對(duì)混凝土性能要求不同，其中所組成的材料和配比方式都具有一定的差異。同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也可能受到包括施工方法、外界環(huán)境等眾多因素的影響，因此混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，給建筑整體質(zhì)量帶來(lái)的隱患也是嚴(yán)重的。為此，科學(xué)分析裂縫成因，并積極探索混凝土裂縫處理技術(shù)的有效運(yùn)用，以此來(lái)提高建筑工程質(zhì)量，確保建筑施工活動(dòng)的質(zhì)量和安全。目前，我國(guó)建筑領(lǐng)域的混凝土裂縫處理技術(shù)逐漸成熟，并且修復(fù)方式眾多，同時(shí)隨著先進(jìn)科技水平和全新建筑材料的出現(xiàn)，極大程度地改變了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的困擾，促進(jìn)建筑企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1.建筑混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 內(nèi)部因素影響

混凝土是當(dāng)代建筑工程結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用材料，在開(kāi)展混凝土施工時(shí)很容易發(fā)生裂縫，裂縫的出現(xiàn)一般是因?yàn)榛炷磷陨碓谑湛s變化中應(yīng)力不均衡引發(fā)的。通常，建筑工程混凝土中的水泥水化反應(yīng)僅需要20%的水分，其余水分都會(huì)被蒸發(fā)，然而建筑工程中的混凝土外部收縮干燥要比內(nèi)部更快，在混凝土結(jié)構(gòu)表面收縮的影響下，在其表面產(chǎn)生一個(gè)拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫[1]。

1.2 外界因素影響

外界環(huán)境溫度是誘發(fā)混凝土出現(xiàn)裂縫的一個(gè)重要因素，外部溫度高，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大，就會(huì)引起混凝土開(kāi)裂。具體來(lái)看，混凝土建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度主要包括在建筑施工的過(guò)程中，由于水泥等材料所釋放出來(lái)的絕熱溫度以及其他混凝土拌合物所發(fā)散的絕熱熱量等。對(duì)于建筑施工的混凝土澆筑環(huán)節(jié)，在每個(gè)不同的階段溫度都會(huì)出現(xiàn)變化，同時(shí)混凝土也不具備良好的散熱能力，內(nèi)部的水化熱反應(yīng)導(dǎo)致內(nèi)部溫度持續(xù)升高，逐漸與外部形成較大的溫差，內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變，應(yīng)力不均衡，從而引發(fā)裂縫問(wèn)題。

1.3 其他因素影響

除了混凝土自身因素和外界溫度影響以外，還有一些其他的因素會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。水化熱反應(yīng)以及外部壓力也會(huì)導(dǎo)致建筑工程混凝土出現(xiàn)裂縫，當(dāng)混凝土還沒(méi)有完全成型就受到過(guò)大的應(yīng)力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫，且應(yīng)力越大裂縫問(wèn)題越明顯。此外，混凝土中的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致體積出現(xiàn)變化，尤其是對(duì)于大體積混凝土而言，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化更容易引起裂縫的出現(xiàn)。

2.結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響

在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，混凝土一直都是主要的施工材料，因此可以說(shuō)混凝土對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，以及建筑物的使用壽命都是最主要的影響因素。盡管混凝土施工技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和創(chuàng)新優(yōu)化，和以前相比有了很大的進(jìn)步，但裂縫問(wèn)題依然是一個(gè)長(zhǎng)期困擾業(yè)內(nèi)的質(zhì)量通病，它不僅影響建筑物的外觀質(zhì)量，而且會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生威脅。基于此，展開(kāi)對(duì)混凝土裂縫的預(yù)防和處理技術(shù)研究，就顯得尤為迫切。下面就來(lái)分析一下混凝土裂縫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的具體影響。

2.1 混凝土裂縫會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)承載力

混凝土是建筑框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成，直接決定著建筑物的載荷能力。一旦框架結(jié)構(gòu)中的混凝土出現(xiàn)裂縫，而且沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行有效的修復(fù)，整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力就會(huì)隨之下降，建筑結(jié)構(gòu)的剛度，以及抗剪能力就會(huì)逐漸下降，鋼筋的負(fù)擔(dān)加大，最后超出鋼筋所能承受的荷載極限。這不僅大大縮減了建筑物的使用壽命，而且存在很大的安全隱患。

2.2 混凝土裂縫容易引起鋼筋腐蝕

在建筑混凝土結(jié)構(gòu)中，如果混凝土出現(xiàn)裂縫，即使裂縫很小，水分也會(huì)逐漸侵入結(jié)構(gòu)內(nèi)部導(dǎo)致鋼筋逐漸發(fā)生銹蝕；如果裂縫過(guò)大會(huì)直接導(dǎo)致鋼筋外露，鋼筋腐蝕的速度會(huì)更快。這樣一來(lái)，在被腐蝕鋼筋的強(qiáng)度逐漸下降的情況下，這部分的載荷能力就會(huì)下降，整個(gè)結(jié)構(gòu)的荷載分布不均，就會(huì)面臨嚴(yán)重的安全隱患。如果裂縫沒(méi)有得到及時(shí)修補(bǔ)，尤其是在特殊的天氣環(huán)境影響下，裂縫可能進(jìn)一步加大，甚至出現(xiàn)混凝土局部脫落，鋼筋外露更嚴(yán)重，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全將受到更大的威脅[2]。

2.3 混凝土裂縫影響建筑結(jié)構(gòu)耐久性

除了空氣中的水分，空氣中還有很多的對(duì)鋼筋有腐蝕作用的物質(zhì)都是從縫隙進(jìn)入與鋼筋接觸，從而導(dǎo)致鋼筋腐蝕，同時(shí)還會(huì)引起混凝土碳化，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的耐久性會(huì)大打折扣。

3.處理混凝土裂縫的常用方法

對(duì)混凝土的施工工藝以及產(chǎn)生裂縫的一些原因進(jìn)行分析，從而找到病灶，有針對(duì)性地采取預(yù)防措施和有效的修補(bǔ)技術(shù)，以達(dá)到最好的修補(bǔ)效果，最大限度地保護(hù)和維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。目前，我國(guó)建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)已具備一定的施工能力，并且總結(jié)出了一些有效的裂縫處理技術(shù)，對(duì)維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有一定的實(shí)用功效。

3.1 置換修補(bǔ)技術(shù)

置換修補(bǔ)處理技術(shù)也是常用的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)工藝，主要適用于裂縫嚴(yán)重，以及局部混凝土失效的情況。顧名思義，置換法就是用新的修補(bǔ)材料替換掉破損的區(qū)域。混凝土置換法修補(bǔ)工藝，首先是剔除裂縫區(qū)域的部分混凝土，然后進(jìn)行表面打毛處理，再用高壓水槍清洗，殘留物質(zhì)處理干凈后，將新的混凝土材料填充到裂縫中進(jìn)行修補(bǔ)處理。置換法修復(fù)雖然效果好，但操作工藝煩瑣，修復(fù)周期略長(zhǎng)，施工時(shí)要考慮到施工進(jìn)度的問(wèn)題。

3.2 灌漿修補(bǔ)技術(shù)

對(duì)于滲漏型的結(jié)構(gòu)裂縫，比較有效的修補(bǔ)處理方式就是灌漿處理。事先配比出修復(fù)料，然后通過(guò)高壓裝置把修補(bǔ)漿液注入到裂縫內(nèi)進(jìn)行有效填補(bǔ)。在常用的灌漿法工藝中，主要以水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法居多。化學(xué)灌漿法主要適用于寬度較小的裂縫，優(yōu)點(diǎn)是防水性能好，但它的缺點(diǎn)是粘結(jié)性不足。對(duì)于較大的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，還是用水泥灌漿法為好，因?yàn)樗酀{液具有很高的凝結(jié)能力，而且也適用于潮濕環(huán)境，并且可以控制凝結(jié)時(shí)間，尤其是對(duì)于細(xì)微處的修補(bǔ)可以收到較好的處理效果。

3.3 表面修補(bǔ)技術(shù)

對(duì)于結(jié)構(gòu)裂縫不深，裂縫寬度在2cm 以內(nèi)，且對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不產(chǎn)生破壞影響的混凝土裂縫，可以采取表面修補(bǔ)的工藝進(jìn)行表面修補(bǔ)，這樣就能有效提升結(jié)構(gòu)的防水性能，從而對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)起到維護(hù)。常用的表面修補(bǔ)法有兩種工藝，包括騎縫修復(fù)與全部修復(fù)。表面修復(fù)法操作簡(jiǎn)單，但對(duì)較深的裂縫修補(bǔ)效果不好，需采取其他的工藝進(jìn)行。

4.避免混凝土施工裂縫的注意事項(xiàng)

4.1 合理控制溫度

針對(duì)大體積混凝土的施工，要控制裂縫的發(fā)生，需要注重溫度的控制，合理地制定溫度控制措施，主要包括：（1）要采取有效的措施來(lái)降低混凝土內(nèi)部的溫度，可以通過(guò)冷卻水，以及骨料處理的方法，對(duì)骨料進(jìn)行風(fēng)冷以及水冷攪拌，可有效地降低混凝土澆筑中的溫度上升。（2）控制最高溫度，在建筑工程中還應(yīng)該合理地預(yù)設(shè)冷卻水管，通過(guò)冷水來(lái)達(dá)到降溫效果，控制溫度峰值。

4.2 混凝土養(yǎng)護(hù)工藝

除此之外，通過(guò)混凝土的科學(xué)養(yǎng)護(hù)也能夠有效地避免裂縫的出現(xiàn)。混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)是控制裂縫問(wèn)題發(fā)生的重要環(huán)節(jié)，一定要加強(qiáng)對(duì)溫度和濕度的控制。混凝土表面的耐久性和抗裂性都會(huì)受到養(yǎng)護(hù)效果的直接影響。因此，在實(shí)際混凝土養(yǎng)護(hù)中，可以在建筑混凝土澆筑后，及時(shí)了解混凝土的凝結(jié)效果，積極采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，比如：在夏季要定期對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)灑水，并做好防曬工作（具體采用什么方法，要根據(jù)季節(jié)和環(huán)境特征，選擇適合的養(yǎng)護(hù)工藝），加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)水平，一般混凝土養(yǎng)護(hù)工作維持在15d 左右。在冬季低溫的環(huán)境施工時(shí)，為了避免混凝土受潮，需在寒冷天氣來(lái)臨前進(jìn)行混凝土澆筑施工，還應(yīng)該對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，并采取必要的保溫措施，如使用塑料膜或者是保溫布將裸露的混凝土部分進(jìn)行覆蓋。

5.結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫是建筑結(jié)構(gòu)施工中的常見(jiàn)問(wèn)題，屬于質(zhì)量通病。要有效地預(yù)防并在發(fā)現(xiàn)裂縫以后及時(shí)進(jìn)行處理，才能保證建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提升建筑使用壽命。基于裂縫的誘因不同，裂縫的程度和危害也不同，我們要針對(duì)裂縫的類型和程度，及時(shí)采取有效的混凝土修補(bǔ)工藝，保護(hù)內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)，這樣才能保證建筑結(jié)構(gòu)的承載能力不受影響，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到有效的維護(hù)作用。