形成建筑混凝土裂縫的主要因素及處理技術

李志強

（閩鑫建工集團有限公司，福建 廈門 361000)

0 引言

在現代建筑施工工程中，鋼筋混凝土作為極為常見的建筑材料，被廣泛應用在各種建筑施工領域，對各種施工質量有著至關重要的影響。據不完全統計，許多建筑工程施工出現質量問題，大多是混凝土裂縫所致。為此，要想提高建筑施工質量，就要對建筑施工中產生混凝土裂縫的原因進行分析，在施工過程中采用科學合理的預防措施，防止施工的建筑物出現裂縫，并對已產生的裂縫及時進行修補處理。

1 混凝土裂縫防治的必要性

在建筑工程中，混凝土出現裂縫是非常常見的，是工程質量的核心影響因素之一。混凝土出現的裂縫類型較多，如溫度裂縫、干縮裂縫、沉陷裂縫、施工裂縫等。多數建筑工程會因為混凝土結構出現裂縫造成多種不良后果，如外觀質量不良、抗滲性能降低、耐久性降低、結構強度受到損失等，嚴重的甚至造成建筑物坍塌，影響施工質量及安全，對人員安全構成嚴重威脅[1]。一些建筑工程中，裂縫雖然沒有造成直接的影響，卻使混凝土結構受損，混凝土結構在遭受外力作用下，易發生安全事故，難以發揮工程價值。因此，建筑工程施工進程中，需分析混凝土裂縫形成的原因，切實做到早發現、早采取有針對性的措施，避免或減少混凝土出現裂縫。

2 混凝土裂縫的類型

2.1 溫度裂縫

混凝土體積較大時，在水泥水化熱影響下，其內部產生大量熱量難以散發，使其內部溫度大幅度上升。由于混凝土表面散熱速率較快，內部散熱速率較慢，內外形成較大溫差，熱量散發不均衡，使其內外熱脹冷縮程度不一，造成混凝土表面產生拉應力，拉應力超過混凝土強度值時，混凝土表面就出現裂縫。裂縫延伸形態無顯著特征，多以縱橫交錯為主[2]。

2.2 干縮裂縫

混凝土澆筑后，其表面的水分蒸發比內部的水分蒸發快，導致內外變形速率不同，混凝土內部的收縮慢，外表的收縮快，在結構表面產生較大的拉應力而產生裂縫。干縮裂縫多產生于混凝土澆筑一周后，裂縫多為網狀或平行線狀的細淺表面裂縫。

2.3 施工裂縫

混凝土施工程序很多，施工技術要求也很高，歷經制作、脫模、養護等多個環節。受各種因素影響，出現多形態裂縫，如橫向、豎向、水平方向等，其主要由于澆筑之前木模板未浸透、模板與混凝土粘連、拆模振動較大、拆模時間過早等均可形成裂縫[3]。

2.4 化學反應引起的裂縫

主要因堿骨料反應和鋼筋的銹蝕而產生，這類裂縫是不可逆的，應盡量避免。

3 混凝土裂縫產生的因素

3.1 結構設計缺陷或地表沉降因素

混凝土出現裂縫一般有兩種類型，一是因混凝土自身材料質量原因或施工控制因素產生的局部裂縫；另一種就是因結構設計缺陷導致結構剛度不足，從而使混凝土結構出現裂縫。第二種情況是最為嚴重的質量缺陷，施工單位如果在工程前期不注重建筑結構設計圖紙的審核與管理，沒有做好地基施工質量的管控，就有可能出現建筑結構及混凝土裂縫問題。一旦建筑基體結構出現質量問題，就會產生很大的安全隱患，很難作修復處理，甚至導致質量事故，施工單位也必然會損失巨大的經濟利益。

3.2 水泥材料自身水化熱的影響

水泥與水發生反應會產生大量的熱量，混凝土攪拌及澆筑過程中產生大量熱量，是混凝土材料自身固有的特性。如果在混凝土熱量釋放過程中，沒有合理控制好混凝土結構各部位的溫差，水泥水化產生的大量熱量很容易聚集在澆筑后的混凝土結構內部，而混凝土結構外部的溫度通常會受環境因素影響而迅速降低，如圖1 所示，這樣產生的內外溫度差就會導致混凝土結構內外間產生熱應力，當應力值超過混凝土強度時，混凝土結構表面就會出現裂縫[4]。

圖1 混凝土澆筑時溫度隨時間的變化曲線

3.3 混凝土配比問題

由于受混凝土材料特性影響，混凝土工程澆筑施工所用的混凝土需要現用現配，并充分做好混凝土攪拌，以保持混凝土材料的施工優越性，混凝土材料配比則成為影響建筑工程施工質量的一大關鍵性難題。首先，混凝土材料選材上很容易出現質量缺陷，導致混凝土配制時不能達到應有的技術特性。其次，混凝土配比要求極為嚴格。施工現場配制過程中，基料、輔料以及摻合料、添加劑、水等的比例很難做到精準計量，這就要求施工企業必須嚴格做好混凝土配比的質量管理，盡量采用工廠生產的合格的商品混凝土。再次，混凝土配制或攪拌過程中受外界影響因素很大，如空氣環境濕度過重，或者工程車輛出現問題導致攪拌停止等，都會影響混凝土質量特性[5]。

3.4 施工管理不到位

建筑工程施工過程中混凝土出現裂縫問題，其中一個主要的因素是缺乏混凝土澆筑施工時嚴格的現場管理。首先，現場管理人員麻痹大意，不夠重視。由于混凝土現場澆筑施工是所有建筑工程施工企業必備技能，往往會因此而產生管理疏忽，認為沒必要現場盯著或者做技術指導，從而導致施工現場管理的缺失。其次，施工作業人員未按照混凝土澆筑工藝標準執行。在施工過程中，為加快進度，通常會出現搶注、快注的現象，忽略了混凝土固有的初凝、終凝時間特性，導致混凝土凝固時間不夠或者澆筑方量不足等問題。再次，不重視混凝土澆筑后的養護。在混凝土澆筑后沒有進行及時必要的養護，從而破壞混凝土的澆筑質量。

4 混凝土裂縫的控制處理措施

混凝土裂縫控制主要針對混凝土特性，做好防控技術實施規劃，主要控制要點體現在以下幾個方面。

4.1 干縮裂縫、溫度裂縫控制

4.1.1 干縮裂縫控制

建筑工程中的干縮裂縫主要是由混凝土澆筑后內部毛細管的壓力產生的。內部毛細管失水后會產生很大的收縮力，導致混凝土澆筑體收縮，在混凝土內部產生收縮應力，收縮應力一旦超過混凝土材料的抗拉強度，就會產生裂縫。因此，控制干縮裂縫主要控制內部毛細管的收縮應力。一方面，要降低混凝土單位體積的用水量，避免毛細管內部失水過多；另一方面，合理選擇混凝土材料，不同品牌的混凝土材料產生干縮裂縫的情況不同，施工單位應根據施工經驗，選擇質量優等的混凝土材料

4.1.2 溫度裂縫的控制

針對混凝土溫度裂縫的控制，嚴格控制混凝土澆筑后的內外部溫度差，避免因溫度差過大導致的裂縫問題。建筑工程施工進行混凝土澆筑時，應注重時間的合理選擇，盡量選擇適宜混凝土澆筑的時間澆筑。針對因季節氣候因素影響導致內外部溫度差過大等問題，施工企業一方面要做好外部低溫度的防護，對澆筑后的混凝土外墻體進行必要的保溫保護和養護，盡量減少溫度差值；同時，施工單位應通過改善混凝土的配合比，盡可能地提高混凝土自身特性，解決混凝土澆筑時不耐溫差的開裂問題，如控制骨料的含泥量、摻加一定量的粉煤灰代替部分水泥等。

4.2 混凝土結構的合理設計

混凝土結構設計時，應依據混凝土施工的實際狀態盡可能偏向于選擇低強度混凝土材料。針對抗裂薄弱部位開展必要的抗裂計算，若結構設計不存在足量的變形量，則還需要對構造配筋進行適當增加，通過這樣的方式控制溫度裂縫寬度，保證建筑結構整體的穩定性。若是建筑物結構長度大于40m，則需要根據實際情況設置后澆帶，并在后澆帶兩側位置設置加強鋼筋，以減少不均勻沉降或是結構溫度變形引起的裂縫。此外，針對建筑結構設計工作，需要以整體設計意圖為參考，加強鋼筋性能、水泥強度和混凝土材料檢驗工作，盡量減少溫度裂縫和結構裂縫的產生。

4.3 混凝土材料選取與配制

建筑材料的選擇需要以工程實際特點為依據，還需要考慮混凝土的強度等級和水泥品種，慎重選取砂石材料，保證原材料的優良級配。作為混凝土施工中不可缺少的重要輔助用料，要重視混凝土外加劑和摻合料的選用。這是由于混凝土施工中外加劑和摻合料，不僅具有改善混凝土性能和降低水化熱的作用，在控制混凝土成本和節省水泥用量方面也有積極影響。選擇膨脹劑時需要突出補償收縮技術的應用，針對不同的品種對應實際的使用效果，選擇最佳設計摻量后，采取必要的試驗加以確認，確定膨脹劑的使用量。工作人員在進行混凝土材料配置時需要親自前往施工現場完成勘測工作，對現場各方面條件進行確認，混凝土的坍落度設計也應依據現場情況提高其合理性與科學性。最后，對施工現場砂石材料的研究，完善基本的材料配制工作，將各種養護措施落實到施工過程當中。

4.4 合理確定配合比

結構施工質量的穩定性很大程度上受到混凝土配合比的影響。合理確定混凝土配合比需要從原料管理出發，依據混凝土強度和流動性指標，對水灰比和水泥用量進行確定，切實降低水泥水化反應時熱量的集中釋放。要求管理人員深入施工現場檢驗澆筑工藝和施工現場結構截面，對混凝土的坍落度進行合理設計，根據原材料質量合理調整混凝土的施工配合比。選擇正規水泥廠家，骨料選擇則應偏向于自然連續級配石料，若是骨料粒徑較大則需要通過控制水泥漿用量的方式控制好混凝土的干縮率。值得注意的是，在混凝土中摻入適量粉煤灰代替部分水泥也能夠減少水化熱，達到減少裂縫產生的目的。

4.5 施工后的養護工作

剛澆筑的混凝土的保溫與養護工作，是建筑施工之后需要切實關注的問題。這不僅能夠降低澆筑體在澆注和養護過程中的內外溫差值，避免或減少溫度裂縫的產生，對于混凝土澆筑體自約束應力的降低也有積極影響。混凝土澆筑體降溫速度的降低，就能夠充分借助混凝土自身的抗拉強度提高，提高自我抗裂能力。同時還應多關注混凝土養護和環境溫度的變化，在混凝土硬化過程中及時補償，這也是減少產生混凝土裂縫的重要方面。

5 結束語

綜上所述，作為建筑施工過程中較為常見的病害之一，建筑工程混凝土裂縫的控制和處理顯得尤為重要。倘若混凝土施工中的結構、配比或是溫度等任一環節與設計范圍不符，都有可能影響到建筑混凝土結構正常功能的發揮。從建筑混凝土裂縫的可控性與客觀性分析，其管理控制可從材料、施工工藝和施工技術等方面著手，將施工建設內容和指標控制在合理范圍之內，減少混凝土裂縫的發生，這對于混凝土施工質量是重要的保證。