建筑混凝土裂縫形成原因及施工處理

家勇杰

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

通過大量工程實例研究表明，在所有鋼筋混凝土結構中，存在著各種形式的裂縫。這些裂縫可分為兩大類：一類是由于材料本身特性引起的，如溫度變化、地基不均勻沉降、基礎變形等；另一類是由于結構設計存在缺陷或構造不當而引起的。由于材料自身特性引起的結構裂縫包括收縮、不均勻沉降等；由于設計原因造成的結構缺陷產生的結構裂縫包括應力集中、溫度變化、荷載作用等；由構造原因造成的結構裂縫包括滑移與彎曲等[1]。產生混凝土裂縫會降低結構物的耐久性能和使用壽命，因此，施工中必須采取相應措施以確保在正常情況下不出現混凝土開裂現象。

1 建筑混凝土裂縫產生的原因

1.1 混凝土材料導致裂縫產生

在建筑中，裂縫一般分為溫度裂縫和收縮變形引起的干縮性裂縫兩種。而當外部環境（主要是濕度變化）引起內部水分蒸發，則形成干縮性裂紋。材料的使用和搭配就是引起混凝土產生干縮性裂縫的主要原因之一，例如，由水泥品種使用不當造成混凝土裂縫，如用早期強度高的水泥，其凝結硬化速度較快，容易產生干縮；或用低標號的水泥，因其黏滯性和保水性較差，也容易發生干縮。所以我們在選用混凝土材料時也應謹慎考慮[2]。另外，骨料級配不當也會有產生裂縫的風險。如果粗骨料的粒徑過大，集料間的摩擦阻力增大，易造成粗集料下沉；砂石級配不合理，空隙率大；或采用含泥量大的砂石，都會增加泌水量，降低密實度，從而影響結構的抗裂性能。后者是因為混凝土材料熱脹冷縮、膨脹和收縮導致混凝土產生裂縫。

1.2 由外荷載作用和溫度變化引起的裂縫

在外荷載作用下，會由于結構變形產生的拉應力超過混凝土抗拉強度而產生裂縫。外荷載作用引起混凝土裂縫產生的事例有，例如，在地震區或高烈度地區，由于地基土液化而發生地面沉降時，會使基礎產生不均勻沉陷、開裂及破壞；在超載情況下（如車輛超載行駛），使路面局部受壓過大而引起車轍；當結構承受過大的集中壓力時也會產生裂縫等。這些情況都可使混凝土表面出現細小的龜裂現象。另外，溫度的變化對建筑物也有很大的影響。例如冬季施工中因氣溫降低造成水泥水化熱降低、早期脫水導致強度下降而出現干縮性裂縫；夏天施工時由于氣溫過高導致水分蒸發加快而出現體積收縮引起的溫度收縮性裂縫等[3]。由于溫度變化，混凝土內部水分散失，導致混凝土體積膨脹，當水泥水化作用不能補償這種膨脹時，便產生微細裂縫；在實際工程中，往往需要同時考慮以上兩種因素的影響。因此，應針對具體情況采取相應的措施來避免或減少這兩種因素對結構的危害程度，以延長其使用壽命。

1.3 養護不當

養護不當也會造成混凝土出現裂縫。其中養護不當主要表現在：在早期養護階段，未對已澆筑的構件采取覆蓋保濕措施。隨著氣溫逐漸升高，空氣濕度不斷加大，使水泥水化速度加快，從而降低其黏結力。另外在夏季高溫天氣下施工時，受環境溫度影響較大。當溫度達到35°C 以上，則強度增長緩慢。若此時突然遭受雨淋或澆水，將加速水泥水化地進行，從而增加內應力的釋放，容易發生表面干縮開裂。此時便會形成混凝土裂縫，如果不及時處理，久而久之，縫隙便會越來越大，難以補救。

1.4 振搗不當

澆筑混凝土時，如果振搗器放置位置不當，或者振動時間太短，都會導致局部密實度過低，從而形成微孔道，引起鋼筋銹脹，最終導致出現貫穿性或斜向通長性縫。若振搗時間太短，漏斗中的漿體未充滿模板間隙而冒出時即被抹刀刮下，或因振動棒移動太快而使部分漿體來不及下流而被帶起。此外，振搗器移動距離過長也極易將已澆注的混凝土帶離模型邊沿。這些情況均會減小構件表面的密實度和減少其抗拉強度[4]。因此，為防止這種情況的發生，一方面要正確選擇振搗器，確保其能將整塊混凝土充分振搗均勻。另一方面，要保證有足夠的振動時間和頻率。同時還要注意振動棒的使用，如果振動棒松動，漏振，就會使拌和料不能與粗骨料充分混合，形成局部密實區，從而造成板面龜紋。

1.5 水灰比不當導致坍落度偏大引起裂縫

在混凝土的制作中水灰配比對建筑有很大的影響。隨著水灰比的增大，一方面增加了用水量，另一方面也增加了拌和用水的水泥用量。水泥用量增加后，其膠凝材料活性降低，降低了抗滲能力；同時由于水泥漿的稠度增大后易離析并沉入底部而造成泌水通道增多；另外隨著用水量增加后，單位體積內砂率減少即砂子數量減少，因而減少了骨料間的黏結力以及石子和粗集料的界面結合力[5]。以上諸多因素均會使強度下降而導致開裂。

1.6 模板支撐不牢固導致出現裂縫

澆筑混凝土時，如果支架剛度不夠，或者支設方法不正確，就會導致梁、板等受彎構件發生撓曲變形，使箍筋與主筋產生相對滑移，從而導致出現豎向貫通性裂縫。因此，對于梁、板類受彎構件來說，應嚴格按規范要求設置臨時支撐。當采用木模板時，應合理安排立柱間距及位置；當采用鋼模或定型組合鋼模時，應對其進行除銹刷油處理后安裝就位[6]。此外，還要保證預埋件的位置正確以及埋件的深度符合要求。否則很容易致使混凝土產生裂縫。

1.7 鋼筋保護層厚度不足

在實際工程中經常發現，當采用薄筋大直徑的粗骨料（即通常所說的二級配），且水泥標號較低時，極易造成鋼筋保護層厚度不足而出現縱向和橫向貫通性裂縫。其原因有：①粗骨料粒徑過大，導致水泥漿不能充填其空隙。②細骨料級配過細，致使砂漿中的石子含量過多，使砂漿稠度增大，不易包裹在已綁扎好的鋼筋上面[7]。為避免此類情況發生，應選用較細的顆粒狀粗骨料（如卵礫石等），并適當加大水灰比，同時要提高水泥標號。此外還應注意加強養護工作。

2 建筑鋼筋混凝土施工裂縫的處理方法

2.1 灌漿法處理混凝土裂縫

對混凝土裂縫的處理是建筑工程施工中非常重要的工作，尤其是對建筑工程整體質量有非常大影響。處理裂縫最根本的目的是為了提高結構的耐久性，滿足結構設計要求，保證結構安全及使用壽命，使裂縫產生的影響降到最低。目前我國針對混凝土裂縫處理技術已經取得了一定發展，相關人員針對不同類型、不同原因裂縫提出了諸多解決方案。當前應用比較廣泛的一種施工方法就是灌漿法，這是目前應用較為廣泛的方法，這種方法對結構損傷小，可有效防止混凝土破壞以及吸收水分等特點。灌漿法可以有效解決建筑混凝土裂縫問題并保證工程質量。施工時需要根據裂縫情況采取相應處理措施以及漿材，通常情況下灌漿方法主要有以下3 種：①對表面不規則裂縫進行修補。②對貫穿裂縫進行灌漿。③對于因應力集中出現的裂縫進行灌漿處理。

2.2 嚴格按施工工藝進行，及時維修出現裂縫的部位

在施工中，要保證對結構物的正確定位，防止偏心受壓現象的發生。對于一些較長的現澆混凝土工程，應合理設置沉降縫及伸縮縫。對于一些重要建筑部位，可采取加強支護處理措施來防止裂縫的產生。當發現裂縫后應及時進行處理并做好記錄，以利于以后類似工程的借鑒和參考。對有缺陷的結構，必須及時修復。對已出現的細小微細裂紋可用環氧樹脂膠封閉。如果裂縫較大，則須先清除表面浮灰、油污等雜物，然后刷涂環氧膠液，再粘貼纖維布增強防水效果，待完全固化后再做表面裝飾工作。對于較大的貫穿型縫隙，一般需鑿除原基層墻體，再用環氧樹脂膠填塞。由于該種方法操作較為復雜且成本較高，故目前多用于重要建筑物上。當結構物處于正常運營期（包括長期閑置）時，為避免雨水滲入引起銹蝕，可在表面涂刷一層防銹漆。如果出現嚴重損壞的構件，如梁柱節點處或墻板連接處的嚴重漏筋，應將其拆除，重新灌筑新漿，確保整體性的同時，還要注意保護鋼筋。對已澆筑的工程，要加強養護，特別是早期養護，避免高溫高濕，降低環境溫度，減少空氣濕度。

2.3 正確選用和搭配原材料

在建筑中，合理選用原材料能夠很大程度地預防混凝土裂縫的產生。根據設計要求，選擇合適的配合比，嚴格控制水泥用量，提高抗滲等級，確保拌和物的密實性。選擇合適的原材料就需要選擇合適的水泥品種。對于一些特殊的水泥，例如快硬性高強度的硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等等，這些材料的抗彎強度高且耐磨損能力較強。不過這類材料的價格也相對較貴。一般家庭中使用的普通型水泥就可以滿足需求了。除此之外還需要控制好水灰比，嚴格按配合比要求配制混凝土。除此之外還應該選用適當的細骨料（碎石）與粗骨料（卵礫），控制好砂率及含泥量。使用前必須經過充分濕潤和沖洗干凈，不得含有有機雜質等有害物質。根據不同用途選用合適的鋼筋種類、規格及數量。

2.4 控制好養護條件

控制好建筑水凝土的養護條件也有助于預防混凝土產生裂縫。水泥水凝土在養護過程中，由于水泥水凝土的硬化時間較長，所以需要保證其溫度和濕度。如果溫度過高或者過低，都會導致其強度降低、出現裂縫等情況；如果空氣濕度過小或者過大，則會導致其表面產生龜裂現象。因此要嚴格控制好混凝土的養護環境。另外還要注意避免混凝土受凍以及防止陽光暴曬等影響。水凝土雖然具有防水、防油污等特性，但并不是所有的環境都適合使用。在施工時要注意，在室內裝修過程中，應盡量減少灰塵和沙粒的進入。如果出現灰塵或者沙粒，應該及時用干抹布擦干凈。同時要避免將水灑在表面，否則會影響其美觀度。此外還應注意保持通風良好，防止潮濕空氣滲入里面去。在高溫季節施工時，宜采用覆蓋保濕養護的方法；低溫季節宜采用保溫保濕養護方法；溫度變化較大的地區，宜采取臨時覆蓋防寒法；炎熱夏季不宜澆水降溫，以免引起溫度急變導致開裂。

2.5 加強鋼筋與混凝土的連接工作，控制拆模時間

為防止由于溫差造成的收縮變形過大而導致的混凝土出現裂縫問題發生的話，我們可以在鋼筋上涂抹一層水泥漿或者使用塑料薄膜包扎等措施來減少收縮變形量并通過合理設置沉降縫，來保證其寬度和位置滿足要求防止裂縫的產生。其次就是需要控制拆模時間。一般宜采用先支模板再拆模的辦法（即先支承重墻模板，然后拆除次要的非承重墻體模板）。這樣可有效避免因拆模過早而出現的溫度應力集中而導致結構破壞的情況發生。

2.6 特殊法預防裂縫產生

施工過程中，應避免在結構受拉區進行鑿毛、鉆芯及灌漿。對有防水要求的部位，應先做好防水層再實施后續施工。對已澆筑好的結構表面，不得隨意剔鑿和修補。對于現澆樓面或地面等混凝土結構表面出現的細小裂縫、收縮縫、溫度縫等缺陷，可采取貼布法處理。在施工前，先清理基層表面，然后采用環氧樹脂膠泥進行抹平找平。待膠泥干燥后（一般24h），將專用網格布沿裂縫處貼敷，用刮刀壓實。在施工中要保證網格布與混凝土基面的充分接觸和搭接寬度不小于10mm，并保持一定的張力。為防止網片被拉斷而影響黏結力以及保證其平整度及牢固程度，可在網格網上鋪一層塑料薄膜作為保護層；也可采用涂刷水泥砂漿的辦法來加強黏結強度。

3 結語

隨著我國城市化進程的不斷加快，建筑物越來越多，鋼筋混凝土結構應用得越來越廣泛，混凝土裂縫問題也日益嚴重。混凝土結構在硬化過程中，由于水泥水化、凝結、收縮等物理作用，使內部產生拉應力。同時因水分蒸發，體積收縮，形成壓應力。當拉力和壓力超過一定數值時就會引起表面微細裂縫。不管是結構設計還是施工工藝上都要引起足夠重視，只有在工程施工中采取有效的控制措施才能保證鋼筋混凝土結構中裂縫問題不發生。混凝土裂縫是建筑結構中常見的質量通病之一，不僅影響建筑物的整體美觀和耐久性，而且嚴重威脅著工程的安全使用。因此，如何控制混凝土的施工質量，減少或避免裂縫的出現，成為每個建筑工程項目部必須重視的問題。研究混凝土裂縫形成原因并對其進行有效處理對于建筑物的使用壽命和使用質量具有重要意義。