淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因及措施

李玉峰 李曉輝

中建二局第一建筑工程有限公司 北京 100000

1 建筑工程施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的成因

1.1 溫度裂縫

在一般的情況下，周圍的環(huán)境，尤其是溫度的變化，會給施工場所的大部分材料都帶來一些影響。因此，溫度的變化也會給混凝土的質(zhì)量帶來很大的影響，即溫度變化會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。在一般情況下，物體受熱會產(chǎn)生一定程度的膨脹現(xiàn)象，而當(dāng)溫度下降時(shí)，物體又會出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象。因此在一天當(dāng)中，如果晝夜溫差或一段時(shí)間內(nèi)的溫差過大，那么混凝土的內(nèi)在結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生一定程度的波動。在建筑項(xiàng)目進(jìn)行施工的時(shí)候，一般都是由混凝土包裹鋼筋材料的。但是鋼筋材料的膨脹系數(shù)與混凝土的膨脹系數(shù)相比十分大，因此在經(jīng)受了同樣的溫差之后，鋼筋材料的膨脹程度會大于混凝土的膨脹程度，這就導(dǎo)致了混凝土?xí)粷u漸拉伸，最終產(chǎn)生裂縫。除此之外，混凝土滋生的溫度變化也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。在配置混凝土的時(shí)候，水與水泥進(jìn)行混合會釋放出熱量，相關(guān)的工作人員要對此進(jìn)行注意。并且一般混凝土材料兩面所接觸的材料是不相同的，這就導(dǎo)致了混凝土兩面硬化的速度也是不同的。最后，混凝土兩面的溫度也是不同的，一般來說，靠建筑內(nèi)部較近的混凝土的熱量不容易釋放，而外側(cè)的則較容易，因此內(nèi)側(cè)可能會出現(xiàn)持續(xù)膨脹的情況，最終導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.2 收縮裂縫

收縮是混凝土出現(xiàn)裂縫的主要誘因，可分為兩種。一種是塑性收縮，一般在混凝土澆灌后5h左右發(fā)生，混凝土中水和水泥之間產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致水分流失，骨料下沉，從而產(chǎn)生裂縫。此時(shí)，混凝土質(zhì)地較為柔軟，會形成塑性收縮。在骨料發(fā)生下沉?xí)r，鋼筋會在較大程度上起到抑制作用，導(dǎo)致混凝土中鋼筋周圍出現(xiàn)裂縫，裂縫還會沿著鋼筋方向不斷延伸。另一種是干縮。混凝土可對鋼筋結(jié)構(gòu)起到一定的穩(wěn)固作用，混凝土硬化后，所包含的水分蒸發(fā)，自身體積縮小，而表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)速度不同，導(dǎo)致整體收縮不同步，混凝土表面將承受較大拉力，當(dāng)拉力超出混凝土承載范圍時(shí)，便會在表面產(chǎn)生裂縫[1]。

1.3 材料及施工因素引發(fā)的裂縫

1.3.1 混凝土質(zhì)量問題。混凝土質(zhì)量的控制關(guān)鍵是混凝土的強(qiáng)度，控制混凝土的質(zhì)量需要從控制材料質(zhì)量、控制配比、控制時(shí)間三個(gè)方面進(jìn)行把控。第一方面為混凝土材料質(zhì)量，凝土材料質(zhì)量強(qiáng)度較差，將會導(dǎo)致在混合過程中難以滿足建筑工程的施工要求，在后期使用過程中容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。第二方面是混凝土的配比，混凝土當(dāng)中需要用到的材料有水泥、石沙、骨料等，如果沒有進(jìn)行合適的配比，會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不足，出現(xiàn)水分過多、水分不足的問題，導(dǎo)致建筑物中出現(xiàn)細(xì)小裂縫。在后期使用過程中會因?yàn)闇囟取穸鹊母淖儯杉?xì)小裂縫轉(zhuǎn)變形成寬度較大的裂縫，影響建筑物的使用價(jià)值。第三方面是混凝土拌和不均勻，將會導(dǎo)致承載力分布不均，出現(xiàn)局部受力過大或局部材料不均勻?qū)е碌拈_裂等問題，對于建筑整體結(jié)構(gòu)造成的危害非常大。尤其是當(dāng)運(yùn)輸、施工間隔時(shí)間較長的情況下，不均勻的混凝土?xí)霈F(xiàn)離析的現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)部水泥、骨料等相互分離，對后期澆筑過程造成較大的影響。如果在工程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)由于混凝土材料比例混合不均，就必須對混凝土建筑進(jìn)行返工處理。

1.3.2 施工工藝問題。在建筑工程施工項(xiàng)目中，施工工藝不當(dāng)也會造成混凝土開裂。在當(dāng)前施工條件下，施工控制當(dāng)中主要有以下幾點(diǎn)。第一，在澆筑過程中，對于鋼筋密集部位或建筑重點(diǎn)部位沒有進(jìn)行分層澆筑，采用一體式的澆筑，導(dǎo)致內(nèi)部分布內(nèi)部配料分布不均勻，建筑質(zhì)量不夠密實(shí)，容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。第二，混凝土在自由下落過程中容易產(chǎn)生離析，出現(xiàn)水泥、骨料混合不均勻的現(xiàn)象。如果沒有充分地混合均勻，由于時(shí)間過長會導(dǎo)致混凝土配合混合出現(xiàn)分離現(xiàn)象，對后期的工程質(zhì)量有較大的影響。第三方面，模板支撐不夠牢固，混凝土建筑由于熱脹冷縮狀況，出現(xiàn)變形開裂現(xiàn)象。第四，混凝土澆筑時(shí)間間段過長，澆筑過程中容易出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，產(chǎn)生冷縫。第五，混凝土建筑完成后未及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土建筑出現(xiàn)脫水過度飽和等現(xiàn)象，導(dǎo)致過早出現(xiàn)裂縫。

2 建筑工程施工中混凝土裂縫防治措施

2.1 保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

在建筑工程施工中，科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠更好地保證施工質(zhì)量，科學(xué)混凝土裂縫。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合建筑工程的實(shí)際受力情況合理選擇混凝土強(qiáng)度，在保證建筑工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，盡量選擇中低強(qiáng)度的混凝土，混凝土強(qiáng)度控制在C20～C35之間為最佳，避免使用高強(qiáng)度混凝土。為在設(shè)計(jì)源頭上控制混凝土裂縫，可在混凝土抗裂計(jì)算時(shí)，充分考慮了抗裂薄弱環(huán)節(jié)。對這些跨度大、體積大的梁合理布置。主要是通過改變梁縱向截面的配筋率，調(diào)整施工荷載、溫度變化、應(yīng)力大小等，以提升各構(gòu)件的抗裂性能。除此之外，還要根據(jù)建筑工程具體的情況，合理布置抗溫度筋，特別是在凹角位置、陽角位置、屋面板等位置布筋時(shí)要遵循小直徑、大密度的配置方法，保證配筋間距在10cm之內(nèi)。

2.2 優(yōu)化施工配合比

在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)施工中，重視混凝土各項(xiàng)組成材料配比工作，應(yīng)依據(jù)實(shí)際的工程需求，進(jìn)行不斷的試驗(yàn)，最終確定混凝土組成材料的比例，構(gòu)建最佳的混凝土配比方案，確保混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到建筑工程混凝土工程標(biāo)準(zhǔn)。在不能削弱建筑工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，可控制水泥材料的使用量，不斷優(yōu)化材料配比。為了保障混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，可加強(qiáng)集料配比實(shí)驗(yàn)工作，選取不同規(guī)格的集料進(jìn)行全面的實(shí)驗(yàn)，最終篩選出符合建筑工程混凝土施工要求的集料進(jìn)行有效施工，進(jìn)而保障建筑工程施工質(zhì)量，降低混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的概率[2]。

2.2 加強(qiáng)施工過程控制

2.2.1 對于建筑工程來說，加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制是避免混凝土裂縫的必要手段。建筑工程對于混凝土澆筑工藝具有較高的要求，在混凝土澆筑施工時(shí)一定要確保施工結(jié)構(gòu)合理性，防止出現(xiàn)澆筑裂縫的問題。在混凝土澆筑時(shí)需要采取分層澆筑的方式來進(jìn)行，同時(shí)要確保分層澆筑時(shí)不同層混凝土澆筑的有效銜接。因此一定要制定出較為合理的澆筑施工方案，確保混凝土施工整個(gè)過程的連續(xù)性和有效性。在進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)需要將建筑工程結(jié)構(gòu)作為整體考慮，制定出針對性的分層澆筑方式。在實(shí)施此種方案時(shí)需要逐層進(jìn)行澆筑施工工藝，確保結(jié)構(gòu)覆蓋范圍的合理性。在具體操作時(shí)需要從相對較短的一側(cè)開始澆筑，平穩(wěn)地向長邊進(jìn)行推進(jìn)。對于較特殊的情況，也可以采用從中間向兩側(cè)或從兩側(cè)向中間的方式進(jìn)行澆筑。此方案在具體實(shí)施時(shí)相對復(fù)雜，對于混凝土澆筑設(shè)備具有較高要求。另外，還可以采取分層澆筑的方案，從底層向上逐層澆筑，逐漸完成其他各層澆筑。此種方案主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)相對適中、澆筑整體范圍廣泛的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

2.2.2 完善澆筑振搗。混凝土施工的關(guān)鍵工序?yàn)闈仓驼駬v，澆筑、振搗環(huán)節(jié)的實(shí)施狀況會對建筑工程整體質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。在施工實(shí)踐中，首先要嚴(yán)格控制混凝土送料時(shí)間，避免混凝土初凝現(xiàn)象出現(xiàn)于送料結(jié)束之前。依據(jù)逐車測量原則檢測混凝土坍落度，避免因混凝土坍落度不合理而影響到施工質(zhì)量。一般利用平板振搗器開展混凝土分層澆筑工作，實(shí)施振搗工序之前，要對平板振搗器的型號合理選擇，按照20cm標(biāo)準(zhǔn)控制振動器和澆筑分層厚度之間的高差。其次，建筑工程建設(shè)時(shí)，需結(jié)合實(shí)際情況選擇混凝土振搗方式。若混凝土施工量較小，或要求混凝土具備較高的塑性，可將人工振搗方式運(yùn)用過來。否則就需要利用機(jī)械設(shè)備振搗混凝土，以便促使混凝土施工效率得到提高。振搗施工中，除了對振搗器型號、振搗力度合理控制外，需將快插慢拔的原則貫徹于振搗全過程中，避免有漏振或過振問題出現(xiàn)。要保證振搗施工的均勻性，且密切關(guān)注振搗狀況，實(shí)施二次振搗處理，避免有氣泡等問題出現(xiàn)于混凝土表面。

2.2.3 注重溫度控制。混凝土產(chǎn)生的溫度裂縫與外界環(huán)境溫度和其自身溫度變化有很大關(guān)聯(lián)，因此裂縫的控制可從內(nèi)部溫度和外部溫度兩方面入手，保障混凝土內(nèi)外溫差處于正常范圍內(nèi)。內(nèi)部溫度的控制主要是解決水泥水化熱造成的內(nèi)部溫升問題，所以在選取水泥品種時(shí)需注重對中低熱水泥品種的選擇，并合理控制水泥的用量，目前常用的添加一些具有水泥功能的外加劑也是降低水泥水化熱的重要方式。另外結(jié)合工程實(shí)際需要，可合理減小混凝土的體積，小體積的混凝土容易散熱，有助于將混凝土內(nèi)外溫差控制正常范圍內(nèi)。外部溫度的控制需加強(qiáng)對混凝土施工時(shí)現(xiàn)場環(huán)境的勘察，一旦發(fā)現(xiàn)外界自然條件會給混凝土的正常施工造成影響，要避免強(qiáng)行施工，如果必須施工要采取有效措施做好防范。混凝土施工要避開極寒、極熱等極端天氣。夏季高溫天氣時(shí)，可采取遮擋、噴灑水霧的方式進(jìn)行降溫。冬季可在混凝土表面覆蓋保溫材料來達(dá)到控制溫度的目的[3]。

2.3 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理工作

在混凝土結(jié)構(gòu)完成施工后，應(yīng)重視早期水養(yǎng)護(hù)工作，對提升混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度有重要作用，有效預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的產(chǎn)生。例如:若是混凝土結(jié)構(gòu)的水灰比較小，且小于0.4時(shí)，可采用濕麻袋養(yǎng)護(hù)方式予以養(yǎng)護(hù)，依據(jù)水灰比的大小，確定養(yǎng)護(hù)時(shí)長，即水灰比越小，養(yǎng)護(hù)時(shí)長越長。若是在混凝土配比中含有膨脹劑，應(yīng)重視養(yǎng)護(hù)方式的改變，滿足膨脹劑的水分需求，以降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。一般來說，建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間在7～15d，提升混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。若是混凝土結(jié)構(gòu)不重視早期水養(yǎng)護(hù)，在完工后直接暴露在日光下，則會增加混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)階段，建筑工程混凝土施工中可采用的潮濕養(yǎng)護(hù)方式有濕麻袋、灑水養(yǎng)護(hù)及防水紙、塑料布養(yǎng)護(hù)等

2.4 灌漿法應(yīng)對溫度裂縫

灌漿法是使用壓送設(shè)備把補(bǔ)縫漿液注進(jìn)裂隙之中，來達(dá)到填補(bǔ)裂縫的目的。這種辦法雖然相對來說偏傳統(tǒng)，但最終的效果是比較理想。具體來說，灌漿修補(bǔ)時(shí)可以使用壓漿泵，把膠黏性的灌漿材料泵入混凝土開裂的縫隙中，伴隨著失水凝結(jié)，灌漿材料逐漸硬化，使混凝土從開裂狀態(tài)重新展現(xiàn)為完整結(jié)構(gòu)。建筑工程混凝土施工中通常的灌漿法有兩種：化學(xué)式與水泥式，通常0.5mm以內(nèi)的混凝土裂縫適用化學(xué)式灌漿法，超過0.5mm的混凝土裂縫適用水泥式灌漿法[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，在建筑工程的混凝土施工過程中，為了有效控制裂縫的產(chǎn)生，施工單位應(yīng)全面了解施工區(qū)域的環(huán)境溫度以及相關(guān)的氣候條件等因素，提高混凝土混合料配比的合理性，并嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量性能。同時(shí)還要做好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作，確保混凝土的施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而確保建筑工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)建筑工程行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。