房建施工中混凝土結構裂縫成因及處理探討

付曉鵬

陜西建工第四建設集團有限公司 陜西 渭南 714000

引言

在我國發展歷程中，房建施工中混凝土結構裂縫的成因及處理是與建筑技術的不斷進步密切相關的重要議題。隨著時代的變遷，我國房屋建設進入了大規模發展的時期，工期緊張、質量要求提高等背景下，混凝土結構裂縫成因問題凸顯。

1 混凝土結構特性概述

混凝土，作為一種常見的建筑材料，是由水泥、骨料（如沙子和石子）以及適量的水混合而成的堅固結構。將這些材料混合后，經過適當的施工工藝，形成了一種具備出色耐久性和多功能性的材料。混凝土的主要特點之一是其堅固耐用，通過水泥和骨料的巧妙組合，混凝土形成了一種堅硬的結構，能夠抵御時間和自然力量的侵蝕。混凝土具有很好的可塑性，可以根據設計需要塑造各種形狀和尺寸。通過精心的混合設計和施工技術，這種特性使得混凝土能夠適應各種形狀和結構需求，從簡單的房屋到復雜的橋梁和隧道。混凝土組成中含有水分，當遭受高溫時，混凝土能夠吸收熱量并保持結構的穩定[1]。這一特性使得混凝土成為建筑物中重要的火災防護材料，提供了可靠的逃生通道和保護屏障。混凝土密實的結構可以有效地隔離聲音和溫度的傳導，創造出宜人的室內環境。這不僅提高了居住和工作的質量，也有助于節約能源和減少環境污染。在房建施工過程中，混凝土通常以預制構件或現場澆筑的形式使用。預制構件是在工廠中預先制作好的混凝土構件，然后運送到現場進行安裝。而現場澆筑則是在施工現場進行混凝土的澆筑和成型。無論是哪種方式，混凝土都需要經過充分的設計、施工和養護過程，以確保其質量和性能。

2 房建施工中混凝土結構產生裂縫的原因

2.1 塑性收縮裂縫

在房屋建筑施工中，塑性收縮裂縫是由于混凝土在硬化過程中發生體積收縮而引起的。當混凝土中的水泥與水發生反應形成膠凝體時，水分逐漸蒸發，導致混凝土體積收縮。這種體積收縮稱為塑性收縮，是混凝土中固有的性質。塑性收縮裂縫主要出現在混凝土表面，其特征是較細且延伸在較長的距離上。塑性收縮裂縫的形成受多種因素影響，混凝土的配合比會對塑性收縮裂縫的發生產生影響[2]。水泥含量較高、骨料粒徑較小或使用了過量的混凝土摻合料，混凝土的收縮性將增大，從而增加了出現裂縫的風險。此外，混凝土的體積和幾何形狀也會對塑性收縮裂縫產生影響。較大體積的混凝土構件由于體積收縮程度較大，因此更容易出現裂縫。而細長的構件由于受到邊界限制，可能會發生較大程度的收縮，從而引發裂縫的產生。

2.2 干濕性裂縫

在房屋建筑施工中，干濕性裂縫是由于混凝土在干燥和潮濕環境交替作用下產生的收縮和膨脹引起的。這種裂縫通常在混凝土表面或近表面形成，其特征是較細而呈不規則形狀。干濕性裂縫的形成與混凝土的吸濕和干燥過程有關。當混凝土暴露在潮濕環境中時，會吸濕并發生膨脹。水分的滲透使混凝土體積增大，從而施加壓力并引起應力集中。隨著混凝土表面干燥，水分逐漸蒸發，導致混凝土體積收縮。這種濕潤與干燥的交替作用會產生內部應力，最終導致裂縫的形成。干濕性裂縫的形成還與混凝土的材料特性有關，混凝土的配合比、水灰比和養護措施等因素會影響其吸濕和干燥的速度。高水灰比的混凝土吸濕性較高，而干燥后的收縮性也更顯著，增加了干濕性裂縫的發生風險。環境條件也是干濕性裂縫產生的重要因素，干燥環境和高溫天氣會加速混凝土的水分蒸發，導致更快的干燥收縮。而潮濕環境和低溫天氣則使混凝土吸濕速度加快，引起膨脹應力的積累。

3 混凝土結構裂縫的處理方法

3.1 修補法

修補法旨在修復已經形成的裂縫，使其恢復原有的結構完整性和功能。修補裂縫先清除裂縫周圍的松散物質和污垢，確保修補材料能夠牢固地附著在混凝土表面。隨后，使用鋼刷或高壓水槍清洗裂縫，將其清理至堅實的混凝土基底，以便后續的修補工作。根據裂縫的類型和程度，選擇聚合物修補材料、環氧樹脂修補材料和水泥砂漿等適當的修補材料。這些修補材料具有良好的附著性和耐久性，能夠有效地填充裂縫并與原混凝土結構形成一體化。在進行修補前，要將修補材料與適量的水或攪拌液混合均勻，以獲得理想的漿狀狀態。再使用刮板、填縫刀或注射器等工具將修補材料填充至裂縫中。對于較大的裂縫，可以采用層層填充的方法，確保修補材料充分填滿整個裂縫[3]。

3.2 加固法

加固法通過引入額外的加固材料和構件，提高結構的強度和穩定性。該方法適用于裂縫較大或對結構安全性有重要影響的情況。先對裂縫進行全面評估，并確定裂縫的性質、尺寸和對結構的影響程度。有助于制定合理的加固方案，確保加固的有效性和可持續性。根據設計要求和裂縫特點選擇包括鋼筋、纖維材料和碳纖維增強聚合物等適當的加固材料。材料的選擇要綜合考慮其強度、耐久性和與混凝土的相容性。在施工前，進行必要的準備工作。清理裂縫區域，修復混凝土表面，確保施工區域的清潔和粘接條件的優化。根據加固方案，進行鋼筋的焊接、預埋纖維材料的安裝或CFRP的粘貼等加固施工。加固材料必須正確安裝，與混凝土結構牢固連接。在施工過程中，進行嚴格的質量控制。確保加固材料的質量符合要求，施工質量達到設計標準。可借助超聲波檢測、振動測試等非破壞性檢測方法，監測加固效果和結構的安全性能。加固法的優點在于提升混凝土結構的整體承載能力和耐久性，不僅修復了裂縫，還增強了結構的抗拉強度和抗剪強度，提高了建筑物的安全性能和使用壽命。

3.3 灌漿法

灌漿法通過灌漿填充和密封裂縫，恢復結構的完整性和強度。灌漿法是對裂縫進行仔細評估和分析，確定裂縫的類型、長度和寬度，以及評估其對結構的影響。通過了解裂縫的原因和特性，選擇適合的灌漿材料和方法。灌漿材料通常包括聚氨酯、環氧樹脂或水泥漿料。根據裂縫的大小和性質，選擇合適的灌漿材料進行注入和填充。灌漿材料具有良好的黏結性能和抗滲透性，可以填充裂縫并與原混凝土結構形成一體。灌漿的方法根據裂縫的特點而定。對于較窄的裂縫，采用低壓注漿或噴射灌漿的方法進行灌漿。使用特殊的灌漿設備和工藝，在裂縫內注入灌漿材料，并填充整個裂縫。對于較寬的裂縫，要先進行裂縫擴寬和清理，然后再進行灌漿。在進行灌漿時，確保施工符合相應的規范和技術要求。準確控制灌漿材料的比例、溫度和施工速度，以確保灌漿材料充分填充裂縫，并達到預期的效果。需要注意的是，灌漿法適用于中小規模的表面裂縫和結構性裂縫。對于較大和嚴重的裂縫，采用其他更復雜的加固和修復方法。

4 房建施工中混凝土結構出現裂縫的預防措施

4.1 嚴格把控材料質量

在房建施工中，確保材料的高質量可以減少裂縫形成的風險，并提高混凝土結構的耐久性和穩定性。選用符合標準要求的優質水泥，確保其成分和性能穩定。通過嚴格把控材料配比，可以提高混凝土的強度和抗裂性能。使用清潔、無污染的水源，避免含有過多鹽分或其他有害物質的水。低質量的水可能影響混凝土的凝結和強度發展，導致裂縫的形成[4]。使用合適的骨料，確保其質量符合規范要求，可以提高混凝土的強度和穩定性。骨料中不應含有過多的雜質、土壤或含有化學有害物質，導致混凝土的不均勻性和脆弱性，增加裂縫的風險。建立科學的質量控制流程，監測材料的生產和供應過程，確保材料的一致性和合規性。進行必要的材料檢測和試驗，確保材料符合設計要求，并滿足混凝土結構的強度和耐久性要求。

4.2 做好施工裂縫修復工作

在施工前，進行充分的工程設計和技術分析。確保設計符合規范，荷載合理分配，以避免結構受力不均導致的裂縫問題。優質的混凝土和鋼筋能夠提供更好的強度和韌性，從而減少裂縫的產生。在施工過程中密切監控和檢查混凝土結構，特別是在關鍵部位和容易發生裂縫的區域。通過及時發現和識別裂縫，采取合適的修復措施，防止其進一步發展。根據裂縫的類型、寬度和深度，選擇聚合物修補材料、水泥砂漿或混凝土修補材料等合適的修復材料。同時，根據裂縫的情況，選擇填充、注漿或粘貼補強等合適的修復方法。在進行修復工作時，要確保施工操作規范，按照要求進行材料的配比和施工工藝。修復材料應與原混凝土結構良好黏結，并保證修復區域的外觀和質感與周圍一致。修復后的裂縫區域需要進行適當的養護，以促進修復材料的固化和強度發展。養護措施有濕潤保護、覆蓋保溫或加強養護等，具體根據修復材料和施工要求來確定。

4.3 混凝土溫度和濕度方面的控制技術

合理的控制技術，可以減少混凝土的收縮和膨脹，降低裂縫的風險，并提高混凝土結構的質量和耐久性。在施工過程中，根據氣候條件和混凝土的特性，采取措施降低混凝土的溫度。在高溫天氣下，要避免直接陽光照射砂石材料。高溫會導致混凝土的溫度升高，從而增加了混凝土的收縮和開裂的風險。使用遮擋物或遮蔽網，可以減少砂石的溫度升高，保持混凝土的溫度在適宜范圍內。還可以采用冰水攪拌砂石的方法，有效降低砂石的溫度，以確保混凝土材料的使用溫度符合要求。在施工過程中，使用濕潤的抹灰材料或噴水保濕，以保持混凝土表面的濕潤狀態。在混凝土養護期間，定期進行充分的濕潤養護，以確保混凝土能持久保持濕潤狀態。在大型混凝土結構的施工中，可以采取分段澆筑的方式，控制澆注的面積和厚度，以減緩混凝土的溫度上升和干燥速度。適當控制澆注速度，避免過快或過慢的澆注，確保混凝土的均勻性和穩定性[5]。需要注意的是，混凝土溫度和濕度的控制技術需要根據具體工程和環境條件進行合理的調整和應用。在施工過程中，應密切監測和記錄混凝土的溫度和濕度，并根據實際情況進行相應的調整和控制。

4.4 切實加強混凝土的養護工作

通過有效的養護工作，可以提高混凝土的強度和耐久性，減少裂縫的形成和擴展。養護工作應在澆筑混凝土后立即開始，及時施行養護措施有助于防止混凝土的早期干燥和收縮。覆蓋保濕膜或濕棉被等材料，以防止水分過早蒸發。保持混凝土表面濕潤，有利于混凝土的充分凝結和強度發展。根據混凝土的特性和施工環境，確定合適的養護期，并確保養護工作持續進行。養護期間要避免強烈的日曬、風力和極端溫度變化等不利條件的影響。定期對混凝土進行檢查，發現問題及時采取措施修復。保持適當的濕潤狀態有助于混凝土的強度和穩定性。根據施工環境和混凝土的要求，適時進行噴水、覆蓋濕布或使用保濕劑等措施，以確保混凝土的充分濕潤。建立科學的養護記錄和檢查制度，確保養護工作按照要求進行。培訓施工人員，提高其對養護工作重要性的認識，并加強團隊合作，共同落實養護措施。

5 結束語

未來，隨著科技的不斷進步和建筑工藝的創新，房建施工中混凝土結構裂縫的成因將得到更加精準的預測和控制。無人機、人工智能和傳感器技術的廣泛應用，將使施工過程更加高效和安全。同時，新型材料的研發和使用將進一步提升混凝土的耐久性和抗裂性能。有理由相信，房建施工中混凝土結構裂縫問題將得到有效解決，建筑質量將得到更大保障，為城市的可持續發展提供堅實的基礎。