建筑工程施工中混凝土裂縫成因及控制分析

張可輝

（煙臺水清木華置業有限公司 山東煙臺 264003）

概述

混凝土是由砂石、骨料、水泥、水及其他材料混合而成的一種非均質脆性材料。建筑工程中的混凝土工程裂縫通常包括結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類。其中最為常見的一類裂縫為非結構性的，雖然非結構性裂縫對建筑物結構承載力影響較小，但也容易造成建筑施工中的鋼筋銹蝕，縮短建筑結構物的使用壽命。從混凝土裂縫尺寸的大小來看，建筑工程中的混凝土裂縫分為宏觀型裂縫，即，混凝土裂縫尺寸寬度大于0.05mm，這類裂縫的出現頻率較小。微觀裂縫則是指裂縫尺寸寬度小于0.05mm，此類裂縫占比較高，主要出現在混凝土骨料及水泥結合面中，影響到混凝土的彈塑性、強度及結構剛度等性能。

1 建筑施工混凝土裂縫類型及成因分析

1.1 溫度濕度裂縫

溫度裂縫，顧名思義是因為溫度的變化引起的裂縫類型。由溫度變化引起的裂縫多產生于體積較大的混凝土表面或者施工地區溫差變化較大的混凝土結構中。在建筑施工過程中，混凝土澆筑完成后，在混凝土硬化期間水泥組分會釋放出大量的水化熱，這就導致混凝土的內部溫度不斷上升，這時在混凝土的表面會引起一種拉應力。待到混凝土工程降溫時，受到混凝土的約束或者基礎因素影響，在混凝土的內部又會發生拉應力，這時氣溫的降低就會促使混凝土表面產生較大拉應力，一旦拉應力超過了混凝土表面的抗裂能力時就會產生裂縫。此外，混凝土的內部濕度的微小或者較慢的變化，也會使混凝土的表面濕度產生劇烈變化，如果日常養護不到位或者發生時干時濕等情形時，表面的干縮形變都會與混凝土內部的約束力有關，產生裂縫。

1.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫大多發生于混凝土工程澆筑完畢，在塑性狀態下表面水分過快的蒸發而導致的一類裂縫類型。塑性收縮裂縫呈現出不規則性、寬窄不一，以及龜裂狀，塑性收縮裂縫的深度一般在50mm以內，大多是存在于混凝土的表面形成。導致塑性收縮產生的混凝土裂縫主要是因為在混凝土澆筑后的3～4h混凝土的表面沒有及時進行覆蓋，遇大風或者炎熱氣候加劇混凝土表面水分過快蒸發，或者是底層模板水分吸收較快等，導致混凝土出現了急劇收縮狀態，混凝土的強度接近于零，無法有效抵抗外部的變形應力，最終導致開裂出現。

1.3 化學反應裂縫

建筑施工過程中混凝土因為化學反應而產生裂縫主要為堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕裂縫兩大類。導致這兩種裂縫的原因主要是因為混凝土在拌和后常常產生一些堿性離子，這些堿性離子與一些活性骨料發生化學反應，便會吸收骨料周邊的水而出現體積增大現象，從而最終導致了混凝土出現膨脹開裂以及混凝土酥松狀態。化學反應所產生的裂縫大多發生在混凝土結構使用期間，這種裂縫一旦出現，后期的補救將會非常困難。

1.4 原料質量裂縫

混凝土主要是由水泥、砂石、骨料、外加劑等多種物質混合組成，這些物質的質量會直接影響到建筑施工過程的混凝土質量，若質量不合格極有可能會發生裂縫。如，砂石的含泥量過高，超過一定的標準，變化降低混凝土的強度，也會使混凝土在干燥后產生一種不規則網狀裂縫。亦或因砂石顆粒過細，由此拌和而成的混凝土也容易造成側面裂縫產生。此外，堿骨料反應也會產生裂縫。

2 建筑施工混凝土裂縫處置措施

建筑施工過程中產生的混凝土裂縫會影響到混凝土的剛度或整體性能，嚴重時也會造成結構安全，腐蝕鋼筋，并會加速混凝土發生炭化，影響混凝土的耐久性和抗疲勞性，最終會加快建筑物的老化速度。因此，要保證建筑物的結構安全和正常使用，對已經產生的混凝土裂縫應采取相應的措施及時予以處置，防患于未然。

2.1 表面修補法

作為一種簡單且常用到的一種修補裂縫方法，表面修補法主要對于一些穩定的，對建筑物結構承載力不會產生較大影響的一些表面裂縫使用較多。具體施工方法，是在出現裂縫處的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或者在混凝土裂縫的表面涂刷油漆、瀝青等防腐蝕材料。在混凝土裂縫的表面粘貼玻璃纖維布以防止因裂縫的繼續擴大而威脅到結構安全。

2.2 結構加固法

針對混凝土中由于裂縫的因素而影響到混凝土結構性能和安全時，應首先考慮結構物的安全，一般會選擇采用加固法的補救措施。結構加固法處理混凝土裂縫會增大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼，再選擇使用預應力法、粘貼鋼板加固或者增設支點的方式進行加固，也有采用噴射混凝土補強加固的措施進行結構加固，達到修補裂縫效果。

2.3 混凝土置換法

當建筑物混凝土裂縫已經較為嚴重時，一般的修補已經于事無補的，通常會采取混凝土置換法工藝。該工藝方法是先剔除掉損壞的混凝土，然后置換新的混凝土，或者其他材料。這種被用來置換的材料主要包括：砂漿、聚合物、改性聚合物以及普通混凝土或水泥砂漿等等。

2.4 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法修補混凝土裂縫主要是那些對建筑物結構的整體性能有影響，且有防滲規定的混凝土裂縫進行修補的一種補救施工工藝。灌漿法修補裂縫主要是利用設備把膠結材料壓入到待修補的混凝土裂縫的縫隙中，待膠結材料發生硬化后，與混凝土自然形成為一體，達到封堵加固的目的和效果。這種膠結材料主要有環氧樹脂、聚氨酯以及水泥漿等等。

3 建筑施工混凝土裂縫預防措施

建筑施工混凝土裂縫的處理應堅持以預防為主，以減少后期混凝土修補所需的人力、物力等成本。這里的預防主要是針對導致混凝土裂縫產生的原因而采取的相應的預防性措施，針對不同的裂縫類型采取有針對性的預防對策。如：

3.1 溫度濕度裂縫預防

①降低混凝土中水泥用量。主要采取改善混凝土中骨料的級配，或者使用干硬性混凝土，摻混合料，在混凝土中加塑化劑或者引氣劑等措施。②降低混凝土澆筑溫度，如在混凝土攪拌時加水或者用水將碎石進行冷卻。③利用減少混凝土澆筑厚度的辦法，利用混凝土澆筑的層面達到散熱效果；或者直接在澆筑的混凝土中埋設相應的水管，利用冷水達到降溫效果。④合理掌握拆模時機。在氣溫大幅下降的時候，要做好混凝土表面的保溫措施，防止因溫度急驟變化而產生裂縫。此外，在寒冷季節施工時，要對長期裸露于外部的混凝土澆筑塊表面做好保溫措施。⑤針對濕度或者溫度的劇烈變化而可能導致混凝土出現裂縫，一般采取減輕溫度應力的辦法達到預防出現裂縫問題。通常會選擇從控制溫度，改善混凝土的約束條件、分縫分塊施工以及防止基礎出現過大起伏狀況等，合理安排施工工序。

3.2 塑性收縮裂縫預防

針對后期混凝土出現的塑性收縮裂縫所采取的預防措施主要由：及時對混凝土進行覆蓋、養護，增加施工作業環境的濕度；此外，要保證混凝土公司在滿足可泵性、和易性的基礎上，減小出機塌落度、降低砂率，以及控制骨料的含泥量等預防性措施。

3.3 塑性沉降裂縫預防

①減少混凝土脫落度。在保證施工混凝土泵送及施工作業要求的基礎上，盡量減少混凝土塌落度。②保證混凝土均質性。在混凝土卸料前應先進行20～35s的高速運轉，再進行反轉卸料，保證混凝土均質性，減少后期發生塑性收縮裂縫出現幾率。③防止混凝土離析分層。在混凝土施工過程中要對施工現場進行經常性地觀察，主要是觀察模板是否發生位移以及混凝土的澆搗的密實度等等，防止出現漏振或者過振現象，防止混凝土離析分層出現。④嚴禁在混凝土施工作業過程中隨意的加注水。

3.4 施工因素裂縫預防

施工不符合標準要求等也是容易導致后期出現混凝土裂縫的重要因素，為此：①加強模板管理。重點是要保證施工模板及其支架的承載力、剛度及穩定性，安排專人負責振搗，防止模板出現下沉或者松扣現象，要確保試塊的強度滿足設計要求允許要求時才允許拆模。②加強成品保護。對混凝土施工已經完成的成品要做好保護，尤其是澆筑好的混凝土板面，需要在混凝土的強度達到1.2N·mm2才可以上人。③加強負彎矩筋管理，保證加密支撐馬登的間距，易確保板面負彎矩筋的保護層厚度。④合理應用振搗方法。針對施工作業現場的現實需要，合理采取振搗方法，通常是應快插、慢拔，既要防止因振搗時間過短而導致混凝土的不均勻，也要防止因振搗時間過久而嚴重浮漿現象出現。

4 結語

混凝土裂縫是施工過程中經常遇到的問題之一，也是需要引起足夠重視的問題。導致混凝土裂縫的成因較多，所產生的裂縫類型也各不相同，應根據不同情況采取預防為主、補救為輔的原則，從材料、施工方法以及養護等各個方面做好建筑施工混凝土裂縫的處置，提升施工的質量。