混凝土裂縫的成因及防治分析

韓永林 山西路橋集團試驗檢測中心有限公司

1 前言

21 世紀的中國，隨著社會的飛速發展和人民生活水平的不斷提升、科學技術的大力發展和社會運作效率的不斷提高，國家的建設步伐越來越快，城鎮化進程大步向前，人口也不斷向一、二線城市遷徙，向區域中心城市集中。隨著人口密度的增大以及新開發用地的難以取得，高層寫字樓的地位越來越重要。這既是城市化進程中非常重要的一步，也是我國公共資源中非常重要的一環，對于提高人民生活質量、促進社會的和諧共進和穩定發展有著非常重要的作用。建筑行業日趨成熟，已成為支撐全民經濟的重要產業之一，由此超高層建筑應運而生，但其也存在建筑規模大、結構難度大、施工風險高、安全隱患高、管理模式經驗不足等問題。混凝土由于自身的屬性，不僅成本低，而且有較好的耐用性，并且在實際的施工過程中易于取得，因此一直是整個建筑行業最常見的材料之一。但是混凝土本身有一個缺陷，即容易受牽拉而變形、抗拉壓的能力較差，受力不均勻時容易導致建筑物產生裂縫，并且如果縫隙過大便會引起建筑整體結構的破壞，致使承載能力大大降低。而有許多因素如當天的天氣、濕度、地下條件等，都會對混凝土的性能有較大的影響。特別是當環境溫度處于25℃以上時，這時在灌注過程中產生裂縫的概率明顯上升，在凝結的過程中也易發生變形。因此在前期施工規劃時，便要依據當地的季節特點，遵循力學原理和結構設計原理，進行混凝土的施工技術規劃。混凝土澆筑的順利開展以及后續建設是整個安裝項目的重中之重。超高層建筑中的澆筑水平的控制為建筑的正常運作提供了保障基礎。近年來，在相關專業人員以及管理人員的努力下，我國的質量控制、安全管理在建筑施工工程中取得了很大的進步。我國大量的管理學者和企業的管理層開始投入較多的時間、資金來重點研究適合我國發展的建筑裂縫質量控制管理模式。總體而言，還是存在著控制水平參差不齊的現象。而造成這些問題的主要原因：一方面，導致混凝土裂縫發生的因素多種多樣。其施工有一定的復雜性與廣泛性，整個灌注施工項目中所涉及的部門與機構非常復雜，而且互相之間有一定的合作、制約等。并且，裂縫的不穩定性以及失去控制等問題，需要更深層次地探究裂縫出現的原因以及相應科學有效的防治方案。大型混凝土結構的裂縫發生機制及其預防和控制對建筑業的未來發展具有重要作用；另一方面，在結合國內外優秀的裂縫質量控制管理方法與體系時，未能將自身的實際情況與所處環境很好地結合在一起，未能吸收國內外的優秀經驗合適地運用到相關的具體施工管理案例中。

2 混凝土概述

2.1 混凝土定義

混凝土以水泥為主材，摻入一系列的化學物質等，按照科學配置，由適當比例的堅硬人造石均勻攪拌而成，具有致密和硬化的形態特征。我國關于混凝土的概念主要指的是在結構物最小實心尺寸至少為1m的材料，或由于溫度而形成凝膠材料變化而會造成裂縫的產生。國內專家普遍認為，堅固的建筑物被傾倒在現場或地下建筑物和基礎設施中，容易導致裂縫的結構收縮統稱為混凝土。在一些文獻中，混凝土的概念更加注重以下兩點：一是截面面積小，在所有方向上都必須至少大于80cm；二是由于溫度而導致的裂縫，通過混凝土構造能夠達到。

2.2 混凝土特點

（1）混凝土在外界溫度或者濕度發生改變時，容易產生形變以及硬化。相關的地方可能會發生受力不均的狀況，在這些區域中水泥石的收縮率更大。在形狀變化的產生和內部的約束中，存在有限變化的形變。如果超過了其形變極限，便會提高裂縫產生的概率。

（2）混凝土耐牽引性僅占耐壓性的10%，并且具有拉伸和變形的能力。另外，由于混凝土本身的尺寸和所用水泥的量，在鑄造過程中會迅速散發大量的熱量，但自身較低的散熱能力，內部溫度較低，容易造成內部溫度的極速上升，而內外溫差急速增大，也容易造成裂縫的產生。在大多數情況下，外殼外部的溫度如果超過25℃，內部溫度的急劇升高將導致砼體積發生重大變化。在開始澆灌的時候，彈模較低，并且溫度升高引起的溫度應力相對較低。如果力大于其抗拉強度極限，則會發生裂紋并發生泄漏現象，嚴重的還會影響建筑的質量安全，所以應爭取少次多量，盡量一次性地完成澆筑灌注，施工時須對施工方進行準確且有效的控制。

（3）大部分大型混凝土適用于建筑施工中的基礎工程。為了防止混凝土滲漏，因此制定了較高的規定。大規模的混凝土由于固體混凝土基礎設施的復雜性和框架的更多使用路徑，熱效率通常在工作中效率較低，并且鋼筋框架具有較大的直徑，而鋼筋傳導熱的能力較強，所以在與混凝土進行混合的過程中會進行收縮，容易在鋼筋接觸面產生輻射形狀的裂縫現象。

4 建筑工程施工中混凝土出現裂縫的成因

4.1 溫度影響

在一般情況下，周圍環境，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量帶來很大的影響，即溫度變化會導致混凝土出現裂縫的現象。物體受熱會產生一定程度的膨脹現象，而當溫度下降時，物體又會出現收縮現象。因此在一天當中，如果晝夜溫差或一段時間內的溫差過大，那么混凝土的內在結構也會產生一定程度的波動。在建筑項目進行施工的時候，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與混凝土的膨脹系數相比十分大，因此在經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，這就導致了混凝土會被漸漸拉伸，最終產生裂縫。除此之外，混凝土滋生的溫度變化也會導致裂縫的產生。在配置混凝土的時候，水與水泥進行混合會釋放出熱量，相關工作人員要對此進行注意。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，考建筑內部較近的混凝土的熱量不容易釋放，而外側的則較容易，因此內側可能會出現持續膨脹的情況，最終導致裂縫的產生。

4.2 材料質量影響與配比影響

混凝土材料是由水泥、凝膠材料、水、砂、石子等材料按照專業的比例調配而成的一種材料。因此，如果相關的施工人員沒能夠在調配混凝土的過程中使用質量合格的材料，或者在調配過程當中沒有按照合理的比例、順序調配各種材料，那么混凝土的質量就難以得到保證，而質量不過關的混凝土就會非常容易出現裂縫的現象。在實際的施工過程中，許多施工人員、施工小組為了節省原材料的費用，選擇使用劣質但價格低廉的產品，這種行為時非常不值得提倡的，雖然這種行為為施工隊伍節省了原材料費用，但造成的后果是十分惡劣的。

4.3 施工環節的影響

在考慮了以上兩種因素的影響之后，還有一種情況可能導致混凝土出現裂縫，那就是施工過程當中有不當的舉措。施工技術對整個工程的影響也是十分大的，在施工過程當中，如果相關的工作人員沒有按照指定的工序施工，或者沒有嚴格按照施工圖上的指示施工，又或者施工人員沒有按照正確的順序進行施工，都有可能導致混凝土出現裂縫現象。除此之外，在施工完成之后，相關的驗收人員在驗收過程當中態度不嚴謹也有可能導致混凝土出現裂縫現象，最終導致整個工程的施工質量下降。在實際的施工過程當中，有許多施工人員對施工環節并不在意，沒有意識到混凝土出現裂縫的危害性和嚴重性，對裂縫現象所需要采取的舉措也不是十分熟悉，這些都非常容易導致混凝土裂縫現象的出現。

5 混凝土裂縫防治對策

5.1 做好建筑物設計工作施工企業

在對建筑物進行施工之前，需要依照施工現場實際情況對施工建筑物進行科學合理的設計，倘若建筑物設計合理不當，就會引發混凝土出現裂縫。這就要求施工建筑設計師圖紙設計階段應對施工建筑物中的“抗與放”的關系予以充分考慮。在設計過程中，“放”主要是指施工建筑物需要為防治裂縫留有充足的余量，防止建筑物因內部結構輕微變化或者外部結構輕微變化而出現裂縫。“放”在施工設計中應防止混凝土拉力過于集中導致混凝土出現裂縫，這就要求設計人員充分考慮到建筑物可能出現變形的情況。另外，設計人員在設計過程中應對混凝土收縮裂縫進行防治，可以要求施工人員在實際施工過程中添加適當的膨脹劑，以防止混凝土出現收縮情況，還要對鋼筋混凝土結構中的鋼筋位置進行科學合理的設置，以此減少鋼筋混凝土裂縫出現的情況。

5.2 注重施工材料與混凝土配比

由于公路、橋梁、樓房等建筑物用途不同，混凝土配比要求也存在較大不同。在建筑物施工過程中，施工人員需要根據建筑物的具體用途，科學合理地選擇混凝土強度，并為其配備相對應的水泥品種型號，同時選擇配比優質的砂石石料，還可以根據實際情況選擇外加劑，在確保施工企業建成的建筑物具有良好的穩定性的同時，減少水泥使用量。另外，施工人員在施工過程中還要根據施工現場實際情況合理添加混凝土膨脹劑，嚴格依照砂石質量適當調整混凝土配比，只有這樣才能減少混凝土裂縫情況，為后續施工建筑奠定良好基礎。

5.3 控制溫度與施工質量

在建筑施工過程中，要想降低混凝土裂縫出現概率，就要減少混凝土溫度應力。這就要求施工人員在實際施工過程中通過改良初級料的配比份額來控制混凝土溫度。在天氣炎熱時，需要對混凝土澆筑工序做好散熱措施，并使用冷水管對混凝土澆筑層進行散熱，以便用涼水帶走混凝土多余熱量；在天氣寒冷時，需要對混凝土設計提高強度，防止混凝土出現熱脹冷縮現象。根據相關數據研究結果表明，90%的混凝土裂縫都與施工質量把控不嚴有著極大關系。為此，施工單位應加強施工監督管理，嚴格把控施工質量，確保混凝土實際施工配比與設計配比相吻合。待施工結束以后，施工人員還要對施工現場進行施工養護，確保混凝土能夠正常予以使用，對混凝土存在的病害做好相關防治工作。

6 結束語

綜上所述，混凝土裂縫在建筑物施工過程中屬于較為常見的施工現象，由于混凝土裂縫產生因素過于復雜，要求施工設計人員在設計圖紙時對可能存在的混凝土裂縫因素予以充分考慮，確保施工人員在施工過程中能夠依照施工設計圖紙要求，嚴格掌控好混凝土各種材料配比。在控制混凝土溫度應力的同時，還要對混凝土質量予以控制，以此提高鋼筋混凝土建筑物施工質量，確保后續施工工程順利進行。