土建施工中混凝土裂縫成因及控制措施

陳炳霖

（河南省工建集團有限責任公司，河南 鄭州 450000）

一、混凝土裂縫類型

（一）承載受力裂縫

從荷載受力方向看，可分為混凝土水平構件和垂直構件，其中，水平構建包括直接承受荷載的板、梁，垂直構建包括垂直承受荷載的墻、柱以及建筑基礎。從荷載受力引起的混凝土內力角度看，混凝土內應力主要包括拉、壓、彎以及復合受力。在這些內力作用下，會產生受拉裂縫、受壓裂縫、受彎裂縫等承載受力裂縫。

（二）收縮裂縫

首先，水泥在凝固過程中會發生固化，使水泥膠體體積明顯變小，引發混凝土產生自主收縮的現象，這種現象貫穿于水泥固化的全過程。二是干燥裂縫。在混凝土振搗過程中，引發混凝土內部的游離水溢出，在混凝土表面產生收縮現象，隨著混凝土靜置時間的增加，游離水持續揮發，引發混凝土表層收縮，造成混凝土體積不斷減少。在振搗后會發生后泥土離析現象，引起混凝土表層收縮速度加快，從而引發干燥裂縫。三是碳化收縮裂縫。由于混凝土所含的二氧化碳和氧化鈣發生化學反應，其化學產物碳酸鈣會造成混凝土體積變小，從而產生裂縫。

（三）溫差裂縫

此種裂縫產生主要原因為內部、外部之間溫差的影響與作用，裂縫的分布存在不規律性。

（四）沉降裂縫

此種裂縫產生主要原因為地基土質松軟、具有不均勻性，裂縫一般呈梭形。任何一種裂縫的出現都會對建筑整體質量產生不良影響，為了切實保證建筑安全性和使用質量，應充分重視裂縫問題，結合出現的問題提出針對性解決對策。

（五）構造裂縫

除了由于混凝土內部缺陷引發的裂縫之外，還要由于混凝土發生結構突變、剛度突變等引發的局部裂縫，這類裂縫被稱為構造裂縫，具體分為結構裂縫和構件裂縫。結構裂縫是由于剛度不均勻或者體型突變，引發混凝土剛度突變產生約束力，在混凝土結構的薄弱位置累積過多形成裂縫；構件裂縫是由于混凝土結構轉角處縱向受力鋼筋發生轉折，不能有效消除橫向附加力，導致傳力不平衡而引發混凝土結構局部構件發生構造裂縫。

二、混凝土裂縫的主要危害

土建工程施工時，如果出現混凝土裂縫，將會嚴重影響工程進度和工程質量，其產生的危害主要體現在以下兩方面：（1）一旦出現混凝土裂縫，會導致建筑工程中的鋼筋暴露出來，空氣中的水分會逐漸滲入到混凝土當中，使其內部受到侵蝕，致使混凝土出現軟化，降低工程質量和強度。如果混凝土裂縫未得到及時處理，將會導致裂縫擴大，阻礙后續工程施工。（2）混凝土出現裂縫后，建筑物強度下降，剛性也會受到影響。從物理層面分析，主要是由于混凝土裂縫不斷延伸過程中，裂縫位置中心軸會緩慢向上移動。裂縫越嚴重，產生的形變就越大，破壞建筑穩定性，存在較大安全隱患。

三、混凝土施工裂縫的產生原因

（一）混凝土水灰比及塌落度過大是導致混凝土出現施工裂縫的主要原因，而水灰比會對混凝土強度值產生重要的影響。因此，為了保證混凝土的強度，必須準確計算水、水泥等不同材料的具體使用量。而應用含泥量大的粉砂配制的混凝土強度與規定要求存在一定的差異性，很容易出現裂縫問題。力了滿足泵送砼的條件，會將砼脫水，導致砼在一段時間內發生了非常明顯的干縮現象，就會導致砼表面出現不同程度的裂縫。

（二）塑性裂縫的產生主要就是因為，在澆筑混凝土之前沒有將水灑在混凝土表面，導致混凝土表面始終處于比較干燥的狀態，為裂縫的產生提供了機會。

（三）混凝土現澆施工時振搗次數過多，使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，快速收縮了表面體積碳水化，導致混凝土表面出現了非常大的裂縫。

（四）后澆帶的處理非常關鍵，如果沒有采取合理的方式進行處理，就會增加板面裂縫的發生機率。為了使鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力問題得到有效的決絕，必須以規范要求為依據，將后澆帶設置在合理地位置，但有時如果沒有嚴格按照設計要求設置后澆帶，或者施工縫處理不當，就會容易出現板面裂縫。

（五）存在過多的樓板暗埋管線，使鋼筋與混凝土的粘結度降低，管邊混凝土保護層厚度不足，從而導致混凝土成型后現澆樓板應力無法均勻分布，通過肉眼可以看到裂縫問題，且這些裂縫非常不規則。

（六）在現場施工過程中，沒有采取合理的方式控制施工進度，整體施工進度比較快，混凝土強度達不到規定的要求，對后續施工產生了不利的影響；另外，受到重物的沖撞，也會導致板面不規則裂縫的產生。施工現場模板拆除時間不合理，導致混凝土的強度與拆模要求存在較大的差異。

（七）在具體施工過程中，養護工作非常關鍵，如果沒有及時進行養護，也會引發現澆混凝土板裂縫。

四、混凝土裂縫施工控制技術

（一）表面處理法

當土建工程混凝土表層發生輕微裂縫時，在穩定不會發展的狀態下，輕微裂縫寬度和深度較小，并不會對混凝土結構性能和安全造成影響，一般可以進行裂縫掩飾和修補，通常采用表面處理法。表面處理法一般針對混凝土表面小于0.2 毫米裂縫進行處理，這些裂縫不會引發混凝土構件承載力發生變化，不會改變構件的穩定性，通過進行表面處理，可以防止外來物質滲入，增強其耐久性。對于表面處理使用材料，在形變性能上要與混凝土材料的性能類似，而且具有防水、防滲透等特性。在裂縫面積較大的情況下，可使用水泥砂漿等材料，根據施工要求和具體情況，采用表面涂抹水泥砂漿法進行涂抹處理?？傮w來說，表面處理法具有技術可操作性強的特點，但這種方法不適合活動性裂縫的修補。

（二）增大截面加固法

對于一些能夠引發安全隱患的裂縫，需要對混凝土結構進行加固處理。其中，在混凝土強度不足造成結構抗力安全問題的情況下，可以采用增大截面法進行處理。在土木工程領域，針對混凝土構件的加固技術通常采用結構加固法，具體來說，就是增加截面面積以提高混凝土結構強度，增大截面法施工簡單，但由于截面面積增加，造成構件自重增加，影響了使用空間，同時，由于混凝土結構受力發生變化，對結構安全產生負面影響。增大截面法一般采用鋼筋混凝土圍套包裹再混凝土結構外層，從而提高了混凝土結構的承載力。

（三）混凝土置換法

對于外表破碎的裂縫，可以采用混凝土置換法進行處理。其施工流程是，對破碎的混凝土進行清理作業，然后對混凝土表層進行打磨，再對表層打磨后的顆粒進行清潔，最后對裂縫進行新混凝土材料澆筑作業。目前常用的混凝土置換材料有水泥砂漿、混凝土以及聚合物砂漿等。

（四）聚脲技術

作為一種新型混凝土裂縫修復技術，聚脲技術具有以下優勢：（1）具有優異的力學性能。這項技術具有拉伸強度大、硬度范圍廣等特點，對由于溫差導致的混凝土結構熱脹冷縮具有很好的適應性，同時，對混凝土裂縫具有很好的抑制作用。（2）聚脲反應固化速度快，凝膠反應在幾秒內就能完成，因此受溫度和濕度等外在因素影響較小。（3）施工技術簡單，單次噴涂量大，因此噴涂速率較快，效率較高，而且該技術可以進行多種形式的噴涂成型作業。四是聚脲化學活性穩定，不需要添加催化劑，而且使用壽命可以達到七十多年，混凝土裂縫修復質量較高。

聚脲技術包括以下三個施工階段：（1）對基礎材料進行處理。一般包括兩個處理環節，一是對材料表面進行清潔作業；二是對材料表面進行打磨作業。（2）進行底涂施工。使用底涂技術，使混凝土與聚脲涂層實現連接。為確保聚脲的附著力，底涂材料需要根據設計配方進行現場配比。（3）進行聚脲噴涂作業。從功能上來說，聚脲技術汲取了表面修補法、灌漿法等傳統修補技術，實現了修補和防護的統一，具有節能環保、無污染、無溶劑等優勢，應用領域得到快速推廣。

（五）粘剛、碳纖維加固法

該技術使用粘結劑，把粘剛或者碳纖維與裂縫進行緊密粘結，從而提升混凝土結構的承載力，這種技術對施工場地空間要求低、加固效果良好，而且施工時間短、工藝簡單等優點，在混凝土裂縫修補工程中得到廣泛應用。其中，粘結質量的高低決定了裂縫修補的效果。具體包括以下流程。（1）表面處理。表面處理是該加固法中的重要工序，首先使用毛刷、清潔劑等工具對混凝土表面油污進行清潔；其次利用打磨機打磨 2-3 毫米粘合面，然后清除粘合面上的粉粒，并進行擦拭；再次使用鋼絲刷進行二次清潔；最后使用毛刷和清潔劑進行二次清洗。（2）進行涂膠處理。土建工程結構膠配置要嚴格依照配比和攪拌程序進行，確保結構膠色澤均勻、流動適中。（3）把結構膠均勻涂抹在混凝土新面，并反復刮抹，確保結構膠充分滲透和浸潤，在涂抹方法上要遵照中間厚邊緣薄的原則，涂抹厚度保持在 1-3 毫米，最后把鋼板貼在裂縫位置。（4）進行固定和加壓。一般采用膨脹螺栓和卡具進行固定措施，并有效控制加壓量，確保膠液保持在最佳位置。（5）在20℃的環境下進行固化，一般需要24 小時。（6）進行質量檢驗，一般采用小錘擊打鋼板，確認結構膠硬化程度，通過肉眼觀察鋼板邊緣結構膠色澤，以確認結構膠的密實程度。（7）依據施工要求，采用防腐涂料，對粘合面進行防腐處理。

（六）環氧樹脂灌漿法

環氧樹脂漿材可灌性好，粘度低，滲透特性與水接近，適用于寬度小于1 毫米的裂縫；此外，環氧樹脂剛灌入時粘度較低，在固結中強度逐漸增大，有利于施工時間的控制和調整。雖然環氧樹脂灌漿法成本較高，但總體來說，環氧樹脂穩定性好、粘合力強、強度高、收縮力小、常溫固化等特征，配合使用稀釋劑和固化劑，有效提升了環氧樹脂的使用功能。在裂縫修補時，環氧樹脂需要具備以下條件：（1）要有良好的流動性，保證灌漿材料在壓力較小情況下，就能順利注入裂縫末端。（2）要有較強的粘合強度。混凝土裂縫在修補后，基體會受到付復合力的作用，對灌漿材料的粘合強度提出了較高要求。（3）對固化條件要求簡單。在使用環氧樹脂灌漿法時，只需要對粘合面進行清潔即可，對固化壓力要求不高。（4）固化后灌漿材料性能穩定，材料強度較高。（5）灌漿材料成本較低，原材料市場供應充足。（6）灌漿材料具有一定的變形能力，與混凝土基體能實現同步形變。

五、結語

綜上所述，土建工程施工過程中，混凝土施工為工程重點，與工程質量好壞聯系緊密。土建工程混凝土裂縫是工程中普遍存在的問題，也是導致土建工程安全隱患的重要影響因素。在處理裂縫時需根據實際情況進行具體分析，采取科學的治理措施，提升土建工程整體質量。