淺析建筑混凝土結構工程裂縫產生的原因及控制措施

李燕 羅浩

【摘要】建筑結構工程中的混凝土結構由于其用料省、施工快、耐久性好等優點，已經成為其主要結構形式。隨著混凝土結構的大量應用其自身存在的一些問題也逐漸暴露出來，其中最為明顯的當屬裂縫問題。混凝土結構在施工及使用過程中會受到各種因素的影響，從而出現由各種原因引起的裂縫，這在一定程度上制約了混凝土結構的應用。本文對建筑混凝土結構工程出現裂縫的原因進行了探討分析，并提出了建筑混凝土結構工程中裂縫的控制措施。。

【關鍵詞】建筑混凝土結構工程； 裂縫原因； 控制措施；

一.建筑混凝土結構工程裂縫產生的原因

1.1約束力較強的原因

在建筑結構工程中，混凝土都是厚重的整體澆筑物體，從而導致了地基對其的約束力。這種來自外部的約束力會導致混凝土產生裂痕，有時還會出現內部的約束力，這主要是因溫度的差值引起的。

1.2混凝土自縮及水泥水化熱的原因

大體積的混凝土都是靠兩成的水分來硬化的，其余的都被外界蒸發掉了。當蒸發掉的水分超過本質上應該蒸發的水分，就會引起混凝土收縮。除此之外，大體積的混凝土材料中夾雜了很多的添加劑和礦渣等，也是對其影響的重要因素。此外，水灰比、骨料的含量及其種類也對混凝土的自縮值有很大的影響。因此，設計建筑混凝土結構工程施工過程時，應該將混凝土裂縫以及自縮原因考慮到其中。繼而保障施工的有效性和科學性，保證建筑工程的施工質量。 在水泥水化的過程中，必然產生一些熱量。由于混凝土結構工程比較厚，表面系數低，混凝土散發的熱量不能及時的疏散，導致了大面積的混凝土結構工程內部的溫度越來越高。與外界形成了很大的差值，引起了混凝土出現斷裂問題。

1.3外界溫度的原因

混凝土在建筑工程施工的過程中，由于它澆筑的溫度隨著外界溫度的變化而變化。當外界的氣溫升高時，都會減少混凝土內、外部位的溫差，形成溫度應力。溫差越大，溫度的應力越大，產生的裂痕也就越大。所以，溫度應力和水泥水化熱造成混凝土裂縫的主要原因應歸結于溫度的差值。

二、建筑混凝土結構工程裂縫的控制措施

2.1適當調整鋼筋的配置方案

通過調整鋼筋的配置方案，可以增設混凝土中溫度的傳遞分布筋，將其內部的熱量及時傳遞出來，以防止內部熱量增高。在鋼筋的配置設計上，一般采取在配筋率不改變的前提下、上下皮配筋差異的方案，也就是說底皮鋼筋在沒有柱板帶的地方橫縱均采用Φ25@150，在有柱板帶的地方上下皮筋則采Φ25@130。由于混凝土的厚度約為1米，出于其散熱速度的考慮，可在底皮鋼筋與頂皮鋼筋之間設置Φ25，溫度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式連接上下。通過這種上下錯位的分布方式，可使鋼筋的直徑減小，鋼筋之間的間距縮短，這樣就減少了混凝土的收縮程度，上下搭接的方式能夠使中間的熱量迅速散發出來，減少裂縫發生的幾率。

2.2減少約束力

（1）減少內部約束力。由于混凝土的內部約束來自于溫度應力，那么只有減少溫度應力才有可能減少內部約束。較少溫度應力影響的有效措施，上述內容中已經有詳細地論述，在此不進行過多論述。除了上述內容中論述的方法，還有一種保溫的方法，比如暖棚法、覆蓋法和蓄水法等。這些方式都是經過實踐論述的、非常有效的保溫方法，能夠將混凝土內部溫度保持在一定范圍之內，減少與外部溫度差異。

（2）減少外部約束力。減少外部約束力，主要應當從如何減少地基對混凝土結構工程約束力的角度出發。在當前建筑工程市場上，減少地基對混凝與約束力的方法主要就是指設置滑動層的方法。所謂的滑動層，就是指在混凝土和地基之間設置的瀝青油氈層或砂墊層。滑動層的設置能夠減少地基對混凝土約束，保證混凝土地塊能夠自由變形，進而降低裂縫的風險。

2.3合理選擇混凝土材料

混凝土裂縫的材料控制，主要是著眼于降低混凝土的水化熱與收縮作用，增強混凝土抗拉強度等方面問題。

（1）水泥。首先應優先使用低熱和中低熱、綜合性能好的普通硅酸鹽水泥；如混凝土中摻入外加劑如高效減水劑以控制單位用水量，或優質摻合料替換部分水泥用量，在保證同基準混凝土工作性強度的前提下，較高幅度地降低水泥用量，達到降低水化熱和混凝土收縮作用的目標。

（2）骨料。其中砂石的含泥量對于混凝土抗拉強度具有較強的影響，控制失當可能導致結構嚴重開裂，因此砂的含泥量應≤2%，石的含泥量應≤1%；摻加≤混凝土體積25%的粗骨料，將塊石最大粒徑限制在150～250mm范圍內，不僅可相應降低用水量、泌水量與混凝土收縮作用，也能通過減少水泥用量達到減少水泥水化熱的作用，且石塊本身具有較高的吸收發熱量的功能，可以有效地控制混凝土的溫升。

（3）礦物摻和料。粉煤灰、礦渣、硅灰等礦物摻和料的加入能夠很好地降低膠結材料的水化熱，其中，粉煤灰具有火山灰活性，對于降低混凝土澆注初期的水化熱，減少干縮，改善混凝土的和易性、抗滲性能和耐久性指標均具有明顯意義，工程應用廣泛。但由于粉煤灰的二次水化反應往往會在混凝土澆筑14天后發生，且混凝土中水泥濃度降低，都必然導致混凝土早期強度偏低，使混凝土粘結時間延長。因此，粉煤灰摻量的控制必須嚴格遵循相關的技術指標要求，并通過減水劑與改性劑雙摻的方法予以解決。

2.4加強對混凝土澆筑的控制

根據施工的具體情況及溫度應力，可確定應選擇整體澆筑還是分段澆筑。在澆筑過程中，遵循“分區定點、循序漸進、一個坡度、一次到頂”原則，根據混凝土泵形成的坡度，在上層和下層分別布置兩道振搗點：第一道位于混凝土的卸點，解決上部振實；第二道位于混凝土的坡腳處，解決下部混凝土密實問題。在澆筑過程中，應選擇一個部位進行，直到符合設計的標高，混凝土形成扇形流動趨勢，再在坡面實現連續澆筑。當混凝土分段澆筑結束后，可以在混凝土的初凝階段實現二次振搗或者表面擠壓，排除表面積水，并用木拍反復擠壓密實，防止產生表面裂縫，提高混凝土的防水性能與表面觀感。一般混凝土澆筑可選擇夜間進行，這樣可減少新舊混凝土的溫度差距，減少冷縮變形產生的裂縫。

2.5強化混凝土結構工程的養護

混凝土養護的核心是防止混凝土早期表面失水，同時養護可以補充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的進行。混凝土路面、橋面或地面施工，塑性收縮裂縫是長期困擾的問題。過去混凝土泌水量大，一般采用二次收漿，然后開始養護，防止塑性收縮裂縫。現代高性能混凝土基本沒有泌水，如果風大或溫度高，水分蒸發量大，混凝土表面很快就會出現裂縫，必須在終凝前再次抹面閉合裂縫。在工程實踐中，人們也一直在摸索如何更早地開始養護，得到很多成功經驗。

三、結束語

隨著城市化建設的快速發展使得建筑物高度、體積、厚度等逐漸增加，建筑基礎承受的荷載越來越大，所以混凝土結構工程被廣泛應用于建筑工程施工。而建筑工程混凝土施工直接關系到整個建設工程施工質量和施工效益，因此對其裂縫產生的原因及其控制措施進行分析具有重要的意義。

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