混凝土建筑結構裂縫控制的技術措施初探

劉杰

前言

建筑工程中，混凝土結構裂縫問題較為常見，其主要原因在于混凝土構件在較大結構應力影響下，導致承載力不足，產生結構性破壞，其主要類型包括表面裂縫、中等裂縫與貫穿裂縫，結構裂縫的產生會影響建筑結構穩定性與安全性，為此就需要采取有效措施實現對于結構裂縫的控制，避免結構裂縫的產生。

1 混凝土建筑結構裂縫的成因

1.1 混凝土質量因素

混凝土建筑結構裂縫的產生，很大程度上是由于混凝土材料自身質量的因素。事實證明，盡管水泥拌和之后，發生了一定的體積變化，材料內部水分的存在，會增加水泥材料的內部壓力，導致混凝土體積干燥收縮。一般情況下，混凝土干燥收縮比例為0.05～0.07%，混凝土的干燥收縮，會影響混凝土結構受力情況，導致混凝土問題。另外，混凝土的使用中，水與水泥之間反應產生的熱量，即水化熱，正常情況下，水化熱應當維持在170～255J/g之間，如果水泥占比過高，則水化熱也會有所提升，水泥材料在散熱的同時，其內部熱量與外部熱量的交換，會形成溫度應力，改變混凝土的冷縮值，當冷縮值變化過大，超出混凝土的拉伸強度的最大值，就會導致混凝土結構裂縫產生。

1.2 建筑結構設計不當

建筑工程施工中，混凝土結構設計不當，也會導致混凝土結構裂縫的產生，影響混凝土建筑質量與使用壽命，例如，混凝土結構構件截面設計不合理、混凝土梁跨度過高等。混凝土結構構件計算不當，會導致混凝土受力鋼筋截面較小，當高度不足的情況下，截面板厚度不合理、配筋不當、節點設置不當等因素，都會影響混凝土結構構件質量，加快混凝土結構裂縫形成，影響建筑安全。

2 混凝土建筑結構裂縫的控制

2.1 控制混凝土材料質量

混凝土建筑材料的選用，需要嚴格遵循相應的設計標準與技術規范，禁止采用質量不合格的建筑材料，以避免產生混凝土結構裂縫。混凝土工程所使用的鋼筋材料，需要選用正規廠家生產的，在材料進場時，進行抽樣檢測，禁止不合格的材料進場。水泥材料的選用，需要做好材料質量控制，控制好水化熱的程度，避免由于溫度應力導致結構裂縫產生。混凝土材料骨料的選用，要盡量采用堿含量在0.6%左右的材料，避免由于骨料質量導致混凝土材料整體質量受到影響。

強度較高的水泥材料，可以減少混凝土配比中的水泥含量，并且更好地發揮混凝土膨脹劑及減水劑的效果，可以結合復合型外加劑，提高材料性能。同時，從混凝土結構構件規格泵送效果的角度考量，選用粒徑合理的碎石材料，減少裂縫問題，并提高混凝土結構構件的承載能力。混凝土材料施工技術是否規范合理，會影響混凝土構件結構裂縫的產生。根據建筑工程的實際需求，了解具體工程概況，包括混凝土構件環境、結構類型與鋼筋布置等，合理采用普通混凝土或高性能混凝土，并設計相應的配合比。

2.2 優化混凝土結構設計

目前，房屋建筑工程中的大體積混凝土結構構件的使用較為常見，針對這類混凝土結構構件需要采取更加有效的裂縫控制技術。這類構件如果產生表面裂縫則并不會形成較大危害，但如果產生深層裂縫及貫穿裂縫，則會導致混凝土結構構件的部分斷面被切斷，造成結構性危害，影響建筑安全。

①可以設置伸縮縫、雙柱變形縫及誘導溝，以此減少混凝土結構構件的約束，需要基于工程實際情況保證設計方案的最優化。例如，某機場航站樓，其底層樓面為無縫設計，出于減少裂縫的需要，對混凝土配比加以優化，適當摻入添加劑，每間隔80m設置于地下室貫穿的誘導溝，中間增設后澆帶，通過預應力實現對于溫度應力的有效控制，避免溫度裂縫的產生；②可設置后澆帶及膨脹加強帶，減少混凝土干燥收縮，實現對于收縮裂縫的控制。后澆帶設計可采用分段澆筑方法，減少混凝土一次性澆筑長度，分段硬化以減少收縮裂縫的產生。可采用強度等級高一級的微膨脹混凝土進行封閉處理，強化后澆帶鋼筋配比，在溫度更低的時刻進行澆筑，以減少混凝土構件內外溫差，減少溫度應力。或取消后澆帶，采用UEA膨脹加強帶，采用超長結構的連續澆筑方法，給混凝土結構構件賦予較大的膨脹應力，先進行低膨脹混凝土澆筑，在加強帶澆筑高膨脹混凝土，進行無縫施工。

圖1 膨脹加強帶的澆筑示意圖

2.3 控制混凝土施工質量

2.3.1 混凝土攪拌

在混凝土攪拌階段，需基于工程需要，合理選用攪拌機。可選擇強制式攪拌機，保證混凝土的拌和效果，可以將裝料容積控制在攪拌機物理容積的～之間。需要根據混凝土類型來控制攪拌時間，如果為輕骨料混凝土，則需要較長的攪拌時間；如果混凝土的坍落度較大，則攪拌時間較短。攪拌時，如果選用自落式攪拌機，會導致混凝土材料在重力影響下產生離析現象，而強制式攪拌機則有效避免這一缺陷，且混凝土材料攪拌所需時間更短。

2.3.2 混凝土運輸

混凝土攪拌完成之后，需要及時運輸，并保證混凝土均勻，避免混凝土離析現象的產生，避免混凝土水泥漿流失或混凝土初凝。如果在運輸過程中已經出現混凝土離析現象，則需要進行二次攪拌；如果在運輸過程中出現了混凝土初凝，則禁止將該混凝土材料應用于工程施工中。混凝土卸料時，要求控制好自由落差，將其限制在2m的范圍內；做好溜槽運輸的坡度控制，避免溜槽坡度超過30°；控制混凝土材料移動速度，限定在1m/s的范圍內。

2.3.3 混凝土振搗

混凝土的振搗工作，需要明確具體的振搗范圍，并保證振搗的均勻性與密實度，避免出現過振及漏振現象。振搗時，要保證混凝土無下沉、無氣泡，并開始泛漿。振搗棒的使用，要按照垂直振搗、快插慢拔的方式，避免混凝土振搗中留下空隙，振搗時間限定在30s左右，避免由于振搗時間過長混凝土分層離析現象，導致混凝土質量受到影響。混凝土振搗時，要禁止振搗棒與模板、鋼筋及預埋件相接觸，模板附近的混凝土振搗，應在振搗同時在模板上用木錘輕輕敲擊；存在密集鋼筋與預埋件的位置，可以采用鐵釬進行搗實。通過混凝土振搗工作，避免混凝土材料分層離析而導致的混凝土構件斷裂或者裂縫問題的產生。

2.3.4 混凝土養護

完成混凝土澆筑之后，要做好混凝土養護與拆模工作。養護時間應在混凝土澆筑后的12h之內，將混凝土覆蓋密實，并灑水保濕，可根據不同的混凝土養護要求進行。一般拌和有硅酸鹽水泥的混凝土，養護時間在1周以上；摻入緩凝性外加劑，養護路時間在2周以上，采用與混凝土拌和階段相同的水，在混凝土材料表面覆蓋塑料布。如果是地下室混凝土結構，可以對混凝土進行柔性防水保護，并回填三七灰土；如果為地上混凝土結構，應當做好混凝土保溫，避免由于溫度差過大導致的溫度應力及溫度裂縫。

3 結語

混凝土建筑結構裂縫的控制，可以從混凝土材料質量控制、混凝土構件結構設計與混凝土施工三個層面入手進行討論，并且在實際的混凝土建筑設計中，嚴格遵循科學的設計理念與設計方法，保證結構設計的合理性；在混凝土工程施工中，也需要基于建筑工程的實際情況，按照技術應用規程進行施工作業，做好混凝土養護工作。