混凝土構件裂縫成因及控制措施

張于程

摘要：在社會科技與經濟飛速進步的背景下，建筑結構設計與施工技術也得到了革新和發展。但在實際施工的過程中發現，有一些建筑結構很容易產生裂縫，對建筑物的質量和安全性產生了較大影響。需要引起設計人員和施工單位關注，共同克服建筑體裂縫的產生。因此，本文將系統性地介紹結構裂縫的主要概念和在施工過程中產生結構裂縫的主要原因和有效的控制措施。

關鍵詞：結構設計;構件裂縫;控制措施

隨著建筑體的功能性越來越復雜，在結構設計上也呈現出了多樣化的態勢。在實際設計的過程中，必須結合建筑體的使用需求和地質結構狀況展開工作，提升設計方案中的科學性與合理性，盡量避免建筑體產生結構設計裂縫。常見的建筑體裂縫主要是在用混凝土澆筑施工的位置上產生，由于混凝土在干燥硬化的過程中受外界環境影響干擾較大。設計人員與施工單位必須予以重視，明確克服建筑體產生結構裂縫的重要性，確保建筑物的質量與安全性。

1 建筑結構設計裂縫概述

建筑體產生結構裂縫會給建筑體本身的質量安全產生較大影響，也會引發在施工中的一系列問題，必須引起設計人員和施工單位的重視，加強優化工程方案，確保建筑體使用壽命。首先，混凝土結構是建筑工程設計和施工中主要的承重主體之一，產生開裂等問題會直接破壞建筑體的受力情況，導致結構強度降低，更容易受到地震等災害的影響^[1]。混凝土裂縫問題是會隨著使用時間增加而逐漸加劇的，開裂的尺寸會逐漸變大，在進行修復時也更加復雜，難以確保達到原有的水平。一些設計不合理的情況會導致混凝土結構受到的外力作用增強，在長期使用的過程中，混凝土的強度在逐漸下降，可能會引發原有結構的破壞。

2 建筑結構裂縫的成因

2.1 混凝土水化熱

混凝土在施工之前需要進行原材料的調配，和水按照一定的比例進行充分的攪拌靜置后才能夠參與澆筑施工。常見的混凝土原材料包括水泥，這是一種在和水接觸后會發生熱化反應的原料，導致配備好的混凝土溫度高于外界溫度。此時如果直接將攪拌好的混凝土倒澆筑模具中，會導致內部的混凝土無法有效降溫仍然保持著較為濕軟的狀態，而外層的混凝土在風干作用之下快速凝結硬化，軟弱的內部混凝土無法承受外層混凝土的重力作用，很容易引發混凝土向內陷^[2]。由于混凝土水化熱的存在，給其在施工過程中的干燥硬化環節帶來了更多的麻煩，增加的混凝土澆筑施工產生結構裂縫的概率。作為現場管理人員，必須重視對混凝土的工程建設，提升建筑體的施工質量。

2.2 結構變形裂縫

混凝土在干燥硬化的過程中出現結構變形的概率較大。首先，混凝土的負載能力較強，但是必須要經過合理的受力分析，確保力的平衡與均勻。在房屋建筑中，多數材料都是采用鋼筋混凝土，由于現在結構型式越來越復雜，構件的傳力路徑不太明確，如果沒有進行科學的受力分析，對構件的受力狀態分析清楚而采取有效的截面和配筋，在施工時就很容易產生開裂情況，嚴重者還會對房屋的建筑質量造成影響。其次，在混凝土的施工時都需通過模板支撐澆筑，其建設質量和模板的搭建有很大關聯。一些工程結構的模板會受到相關聯結構的影響而出現變形，引發混凝土在干燥硬化過程中產生不穩定的情況。這種因為施工過程中受到力的變化也會引起混凝土的開裂。

2.3 施工及環境因素

混凝土早期強度提升很快，硬化過程中需要保持足夠的水分，這就對養護提出了要求。而養護與天氣及環境的關系非常密切，施工單位因為各種原因，比如工期要求，往往忽視環境的變化，而采取一層不變的措施。殊不知由于環境的變化，混凝土表里的溫差不同以及空氣中的水分不同，導致混凝土早期硬化過程中所需要的水分補充不同。比如夏季施工，由于氣溫高，水分蒸發很快，如不能及時補充，就無法滿足混凝土硬化所需要的水分，導致混凝土產生裂縫，冬季施工，雖然空氣中水分蒸發很慢，但由于環境溫度低，如不采取保養措施，可能導致混凝土中水分結冰，致使混凝土產生凍傷而形成裂縫。所以，施工時早期的養護不到位往往也是混凝土產生裂縫的原因。

3 控制建筑裂縫產生的有效措施

3.1 控制施工建材

合理使用不同強度等級的混凝土原材料是確保不會產生建筑結構裂縫的重要前提。首先，根據建設需求的不同，選擇的混凝土品質也有一定差異。如建筑的樓板等可以選擇中等強度的建材，但承重梁、樁體等都需要使用較高強度的建材，但直接接觸的結構混凝土的強度差異不能過大，否則可能會出現結合性差的問題。針對這一現狀，設計人員需要合理選擇建筑體內的混凝土原材料，確保實際使用的需求。^[3]。其次，為了減少和控制混凝土因為溫度變化而產生的裂縫，需要在進行混凝土建材采購時，可以選擇適當添加部分粉煤灰，減少水化熱情況的出現。在混合混凝土原材料時要確保均勻性，充分攪拌后再進行澆筑施工。混凝土在干燥硬化時要保持內外水分散失的一致性，可以在其表面進行噴水或覆蓋保護薄膜，維持混凝土的濕潤程度，防止出現結構性的塌陷開裂問題。

3.2 優化力學結構

建筑體的結構設計是施工建設的重要參考，設計人員必須對方案中的結構進行布置不斷優化，確保其科學性與合理性，盡量做到傳力路徑明確簡單，減少因為混凝土受力不合理而產生開裂的情況。對不同的部位，采用不同的配筋要求，如在一些受力或跨度較大的部位、大板角部部位、房屋端開間等，適當提高構件的配筋率，或在混凝土中增加一些高密度的加固材料等^[4]。另外，在進行結構設計時，設計人員還必須充分考慮到地基沉降差異等給建筑體帶來的影響，增加建筑體的韌性和抗震能力，使其能夠減少在使用過程中產生開裂的概率。在設計建筑體時要根據實際情況進行內部力學結構的優化，如在主要承重的梁體等位置，多使用一些高強度的致密型混凝土材料，可以在墻體外層使用掛網技術才控制墻面開裂等。

3.3 強化施工控制

鋼筋混凝土結構在施工過程中，應加強支撐體系的建立，尤其是大跨度梁板部位，應確保支撐系統的穩定性，不至于因支撐體系的變形導致結構構件產生裂縫。混凝土澆筑后，在早期的硬化過程中，應加強養護，根據季節和天氣條件，采取對應的措施。冬季施工，應及時采用草包覆蓋等，防止混凝土凍裂;夏季施工，由于氣溫高，水分揮發快，應定時濕水，降低混凝土硬化過程中產生的水化熱。施工過程的控制，對控制構件減少混凝土裂縫的產生具有顯著效果，事實證明，實際工程中，大部分混凝土構件的早期裂縫都是養護不到位而產生的。

4 結語

總之，混凝土材料在混合攪拌的過程中會因為與水發生反應而向外界釋放熱量，當其在澆筑后冷卻凝固時會因為內外溫差過大而出現內陷式裂縫，影響混凝土結構的承重能力。鋼筋與混凝土結構中，鋼筋受到空氣中氧氣與水分的影響會產生腐蝕，導致鋼筋內部結構疏松，引發與混凝土結合處縫隙逐漸擴大。建筑體的設計過程較為復雜，有時會因為一些力學結構的處理不當而引發結構變形或局部受力不平衡現象，引發建筑結構產生撕裂情況，施工控制不到位，也會大量導致混凝土早期裂縫的產生，嚴重破壞建筑物體的安全性與穩定性。

參考文獻：

[1]高曦然.建筑結構設計裂縫成因及控制措施探析[J].建筑與裝飾，2018（28）：103-104.

[2]宋方利.建筑結構設計裂縫成因及控制策略探究[J].信息周刊，2020（09）：32.

[3]汪青松.建筑工程現澆鋼筋混凝土樓板結構裂縫成因分析與控制措施探討[J].中外建筑，2019（04）：160-162.

[4]姜巍，郜志遠.建筑結構設計中的裂縫原因分析及改善措施[J].規劃與設計，2018（09）：58=59.