混凝土裂縫控制技術在建筑工程中的應用探討

張富城

（廣東龍飛建筑集團有限公司 廣東河源 517300）

1 前言

隨著建筑業的不斷進步，該領域也在不斷的發展和擴大，而混凝土施工技術通常是整個建筑工程的一個重要組成部分。混凝土結構的裂縫主要是在澆注混凝土時產生，水加熱不能散發，會威脅到項目的整體性能和耐久性能，所以我們應該提高基礎設施建設標準，加強對每一個細節的施工質量管理，確保及時控制裂縫的形成。所以，我們在具體施工時，要嚴格控制混凝土的施工技術，盡可能保證整個建設項目能滿足除我們施工質量要求，由于混凝土是一種脆性材料，所以混凝土結構往往會產生一些不同層次、不同形式的裂縫，這種現象是很常見的。在某些情況下，會造成很嚴重的裂縫。因此，我們必須大力研究混凝土技術，對于結構中存在的裂縫必須進行嚴格控制，這具有非常重要的現實意義。

2 混凝土結構常見裂縫種類

混凝土結構產生的裂縫主要有溫度裂縫、收縮裂縫、荷載裂縫、地基變形裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、凍脹裂縫、施工材料質量裂縫等等。

2.1 收縮裂縫

混凝土在經過建筑后的一段時間，混凝土硬化會達到一定的強度，在混凝土的脫水和收縮硬化過程中，收縮裂縫在炎熱的夏季是無規則的。假如表面積和水分損失過快，一般認為在混凝土施工中，混凝土會發生收縮變形，但混凝土抗拉強度較低，抗拉強度不能抵抗混凝土收縮應力，因而產生不規則裂縫。同時混凝土的水化會產生水化熱，這會引起混凝土的收縮，這種現象經常發生在大面積澆筑的梁、板、柱等小構件上，如果將混凝土構件暴露在空氣中，危害更為嚴重。如果不給予阻止，就會導致嚴重后果。影響混凝土收縮開裂的主要因素是原材料配合比、外界環境溫度和濕度等。

2.2 沉降裂縫

建筑物沉降會引起地基沉降，早期沉降速率較快，沉降量較大，后期沉降趨于穩定。由于地基沉降的不同，會產生沉降差異，混凝土的結構會因對混凝土的反應而開裂。沉降裂縫通常貫穿，裂縫通常出現在跨度大剛性小的地方，沉降裂縫較大的地方，裂縫的寬度和沉降量也較大。

2.3 施工質量隱患產生的裂縫

建筑的質量直接反映在建筑結構中。在混凝土結構施工過程中，產生裂縫的原因有很多。列舉如下：①振搗混凝土時，時間不夠或振動過度引起的裂縫。②澆注混凝土時高度高，直接澆筑時可產生混凝土離析。③混凝土養護不及時，造成失水過多。④為了加快梁、板等構件的施工，早期拆除模板，構件底部由于上部荷載導致開裂。

2.4 溫度變化引起的裂縫

混凝土在周圍環境或結構內部溫度發生變化時，混凝土的大小形狀就會發生變化。變形一被措施控制，就會產生應力。溫度裂縫在內部應力超過混凝土抗拉強度時就產生了。根據溫度的變化引起裂縫的擴張或臺攏，是溫度裂縫不同于其他裂縫的最明顯的特征導致溫度變化主要原因如下：

（1）太陽照射。強烈的太陽光照射，溫度會明顯高于其它部位的溫度，結構內部由外及內溫度梯度呈非線形分布。又因為受到自身約束措施的影響，會引起這些部位拉應力加大，產生裂縫。太陽照射和后面的突發性降溫是造成結構溫度裂縫的最普遍因素。

（2）遇水化合放熱。在澆筑體積較大的混凝土的施工過程中混凝土內的水泥遇水發生化合反應放熱，導致混凝土內部產生很高的溫度，混凝土內部與外部溫度差別太大，從而混凝土表面產生裂縫。施工中，在選擇水泥品種時，應根據實際情況，盡量選擇水化放熱較低的水泥種類，每單位水泥的使用量要控制好，降低混凝土人模時的溫度，從而控制好混凝土內部與外部的溫度差別，采取合理的方式緩慢的把溫度降下來，根據情況采取散熱措施，例如循環冷卻系統或采薄層連續澆筑等。

（3）突然性降溫。沒有預料到的大雨、冷氣流的來襲、太陽落山等因素均可導致結構外部表面溫度驟然下降，但由于結構內部溫度降低相對較為緩慢從而產生溫度梯度。

（4）蒸汽養護或者冬天施工時操作不當，混凝土表面內部溫度相差太大，容易產生裂縫。

3 房屋出現裂縫的原因

3.1 荷載的原因

鋼筋混凝土主要是受壓構件，外部應力超過混凝土的抗壓承載力。裂紋沿載荷方向發展，通常包括彎曲裂縫、斜向裂縫等。

3.2 變形裂縫

外部載荷使建筑物變形，當變形受到抑制時，可以產生反力。一旦反力超過墻的承載能力，就會產生裂縫。構件的形狀就會發生變化，剛度變小，應力出現松弛現象。裂縫包括：①使用部件環境變化產生的裂縫，主要是由于環境的影響，通常是在溫度或濕度變化較大時產生；②施工過程中由于操作不當或管理不當造成的裂縫，如混凝土或鋼筋混凝土的閑置時間過長；③由于地基變形產生裂縫等。

4 混凝土裂縫控制技術

4.1 荷載裂縫控制技術

在現階段，由于鋼筋混凝土規范是基于特定的條件和功能來定的，鋼筋對銹蝕具有高度敏感性，需要充分考慮裂縫控制等級。我國綜合考慮了各種因素對混凝土的影響，將控制分為三個不同的層次：①嚴禁組件有裂紋，使用任何有裂縫的組件將導致混凝土裂縫發生擴展。②確保不會出現構件壓力集中的現象。對于組件的選擇要考慮不開裂性能，適用標準拉應力條件的構件不應大于承受強度的標準，根據具體要求，構件周圍不存在拉應力。③可以使用有裂紋的部件，但應在最大壓力范圍內使用。

4.2 變性裂縫控制技術

溫度變化產生的溫度裂縫現象，應盡量避免溫度差的存在，我們可以在設計過程中采取一定的手段措施。首先，增加鋼性提高抗裂性，可以增加直徑小、間距小的鋼梁。在整個施工過程中，鋼筋混凝土結構要無縫澆筑。此外，控制裂紋的應力集中現象，因為一旦出現孔洞，建筑物的安全就會受到威脅，在一般情況下，有應對這種情況的兩種主要措施，一是設置孔的角度，避免裂縫，然后能增加鋼筋數量。在鋼筋混凝土裂縫問題，主要以阻力為主要原則，這一原則將結構的最大剛性放大并拉伸，從而避免了裂縫的產生。這一原則則是呈相反的趨勢，降低整個建筑設計的剛度并適應了地基變形。

4.2.1 降低水泥的水化熱

在水泥的選擇過程中，一般選用一些中、低水化熱的水泥，如礦渣的硅酸鹽水泥或火山灰的硅酸鹽水泥。這樣既能充分利用混凝土后期的強度，又能降低水泥的總用量。

4.2.2 降低混凝土的實際入模溫度

在夏季施工時應禁止沙子和石料被陽光直接照射，必要時噴灑細水霧。或者你可以用冷水對混凝土進行攪拌。同時，保證模具內部的通風，來加快熱量的散發。通過某些緩凝減水劑的滲透來避免水化熱的集中產生。

4.2.3 加強施工當中的溫度控制

在混凝土澆筑后進行保溫，并長期維護，緩慢降低溫度可避免混凝土發生突然的內外溫度、濕度變化。同時，要加強溫度控制，及時調整保濕養護的措施。

4.2.4 改善具體的約束條件

進行分層澆筑，合理設置一些施工縫和后澆帶，這樣既可以放寬具體的約束條件，又可以減少水化熱的聚集現象。

5 工程案例分析

5.1 工程概況

某市房建工程地下室結構設計為兩層，長160.4m，寬120.6m，高11.8m，墻厚400mm。施工過程中長墻體結構單次繞筑最長長度達50～60m，高約6m，單次澆筑L/H＞8，易產生貫通裂縫。該工程進入冬期后施工，雖可降低混凝土受高溫的影響，但由于外界溫度較低使混凝土溫度梯度較大，仍有產生裂縫的可能。同時業主要求縮短3個月工期，考慮到相似工程有開裂的先例，必須研究保證工程質量的措施。

5.2 控制技術

（1）為降低混凝土內部水化速率及最高溫度，選擇水化放熱值低及水化放熱速率慢的水泥；適量摻加粉煤灰、礦粉等優質摻合料，取代水泥用量。

（2）為降低混凝土內外溫差，并避免冬期施工混凝土受凍，須采取必要的保溫養護措施，防止混凝土表面溫度過低。

（3）在相同水膠比的條件下，盡量減少用水量（單方用水量165kg）并減少膠材用量，以降低水化熱量。

（4）在保證和易性的前提下適當降低砂率，提高石子含量，增大粗骨料的最大粒徑，以減小混凝土收縮，提高混凝土的抗拉強度。

（5）加強混凝土養護，保證養護期間的相對濕度，以減少干燥收縮，降低開裂幾率，提髙混凝土的相對強度。

（6）優選含泥量及泥塊含量低且級配優良的砂及石子，采用防凍型高性能聚羧酸減水劑，提高混凝土的抗凍性能。

6 結束語

總之，混凝土裂縫修補方法可供實際工程中的結構修補進行參考。但所有措施必須嚴格遵守有關技術規程。同時，裂縫的形成原理還需要進一步進行研究，在不出現裂紋加強的情況下，更好地掌握這些方法的應用。混凝土在建筑工程中的應用越來越廣泛，裂縫問題在施工過程中尤為重要，我們必須重視它的存在，并通過各種方法減少裂縫出現的概率。我們在以后的研究中，必須積極加強對混凝土施工質量的要求，并進行嚴格把關。這樣才能在很大程度上達到對混凝土施工裂縫的控制。

[1]全 生，朱明峰.冬季大體積混凝土施工的控溫及養護[J].混凝土，2017（5）：46～47.

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[3]曹可之.大體積混凝土結構裂縫控制的綜合措施[J].建筑結構，2015（8）.