建筑工程混凝土裂缝成因控制措施剖析

建筑工程混凝土裂缝成因控制措施剖析

卢永祥

（武汉市政建设监理有限公司，湖北武汉430024）

摘要：裂缝是建筑工程混凝土结构的质量通病之一，若处置不当将严重威胁到建筑结构的安全性，影响建筑物的使用功能，缩短建筑物的使用寿命。混凝土裂缝产生的原因有很多，主要有地基不均匀沉降、温度因素、混凝土收缩、混凝土拌合料质量差、振捣不密实、养护不当等。在分析建筑工程中混凝土裂缝成因的基础上，提出了建筑工程混凝土裂缝的治理措施，以提高混凝土的施工质量。

关键词：建筑工程；混凝土；裂缝；措施

前言

众所周知，混凝土施工材料是当前建筑工程项目施工中极为重要的一种，其在整个建筑工程施工中发挥了至关重要的作用，对于建筑工程质量的提升也做出了重要贡献，但是就当前我国很多建筑工程项目中混凝土施工材料的应用过程来看，其中存在的问题也是比较多的，尤其是裂缝问题的存在更是对于建筑工程的质量产生了重要影响。所以，对建筑工程混凝土裂缝的成因及防治措施进行探讨和分析是非常必要的。

1混凝土结构的性能及裂缝的危害

1.1混凝土结构的性能

从目前出现裂缝的的原因看大都与混凝土结构本身有密切的关系，如果混凝土本身的强度不能够抵抗较大的负载必然会造成结构裂缝。首先，混凝土的强度。混凝土的强度主要取决于水泥的强度及砂石骨料的粘结强度，这就与水泥的标号、水灰的配比相关。其次，混凝土变形。混凝土的变形主要表现为收缩变形和温度变形。当环境温度和湿度发生变化时，混凝土的构件就会发生相应的变化从而使混凝土产生收缩变形或温度变形。由于混凝土在体型上的变化，混凝土板的体积和表面比值会大大小于其支撑系统的表面比值，这就使混凝土板在水平方向上的变形大于支撑系统，从而出现拉应力，影响混凝土结构的整体性。

1.2出现裂缝的危害

混凝土裂缝主要是指结构裂缝，尤其是指在浇筑混凝土板中出现的板缝、混凝土框架裂缝和混凝土剪力墙裂缝，这些都是混凝土结构中质量顽症。混凝土结构在施工和使用中如果出现不同程度、不同形式的裂缝会对混凝土结构产生潜在威胁。混凝土结构如果出现裂缝会使大气中的二氧化碳渗透到混凝土中，加快混凝土的碳化速度，从而使钢筋出现锈蚀的时间大大提前。如果混凝土出现裂缝相应的化学介质、电化学反应、水分子也会相应地进入裂缝，在钢筋的表面发生电化反应，从而缩短钢筋的使用寿命。另外，明显的裂缝还会影响建筑物的外观和使用功能，使用户产生不安全感。

2混凝土工程中常见裂缝

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。常见的裂缝有：

2.1干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

2.2塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

2.3沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导。

2.4温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500KJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

3建筑工程混凝土裂缝的成因

3.1温度和湿度的变化

混凝土中，水泥的水化是一种放热反应。混凝土在凝结硬化的时候，会产生出大量的水化热。而混凝土自身却具有导热性低的特征。大量的热量无法及时导出，囤积在混凝土内部。致使混凝土内部温度不断地攀升，在表面形成了拉应力。到了后期降温的时候，又会因此基础或老混凝土的制约，混凝土内部又会形成拉应力。另外，气温的降低，也会在混凝土表面形成很大的拉应力。建筑工程混凝土裂缝的产生，正是由于这些拉应力大于了混凝土自身所承受的最大抗裂力。尤其是在夏、冬这两个季节，昼夜温度差异较大。一旦养护工作出现问题，很容易导致工程建筑的混凝土出现温差裂缝。一部分混凝土，其的内部湿度变化较慢或者较小，一旦表面湿度变化较大，也会出现裂缝。

3.2原材料选择和控制

造成工程建筑混凝土出现裂缝主要的原因之一就是原材料的组成问题。混凝土中最主要的胶凝材料就是水泥，水泥的品种、用量和细度等方面的因素，都会严重影响到混凝土的性能。控制混凝土裂缝产生的重要手段之一，是降低由水泥水化热变化所引起的温度变形。但同时，对石、砂的含泥量的把控同样是控制混凝土裂缝产生的重要手段。用含泥量较大的石、砂配制出来混凝土，其抗拉强度低，收缩大，极易因为塑性收缩的原因而出现裂缝。此外，适量在混凝土中使用外加剂和掺合料，如减水剂、粉煤灰、膨胀剂等，可以有效地降低混凝土内部应力，对改善混凝土性能起到有利的影响。

3.3施工不当

在施工现场，浇捣混凝土时，如果振捣或插入不当或是漏振、过振时过快地抽撤振捣棒，都会对混凝土的均匀性和实性产生不利影响，为裂缝的产生埋下诱因。施工中，在混凝土还没达到应有的强度时，就进行拆模，或混凝土上的荷载过大或者是混凝土局部集中式荷载，这一系列的行为都会直接导致混凝土楼板弹性变形。混凝土在早期强度还没有达到应有的标准，应力过大就会致使楼板出现变形甚至断裂的情况。施工中，施工人员过于随意，对钢筋的保护工作不到位，致使板面负筋出现弯曲变形，或者的钢筋保护层过厚过薄，这也对混凝土的受力能力起到了不利影响，使得板面出现裂缝。此外，有些建筑工程在施工结束后，进行浇带时，没有按照设计的要求进行施工，例如施工时没有预留企口缝；混凝土板的后浇带没有支模板，致使斜坡搓；未彻底凿除疏松混凝土等也都可能致使板面的裂缝出现。

3.4养护不当

如果养护行为过早就会对混凝土凝结能力产生不利影响。养护行为过迟，混凝土板就会因为外界的影响，导致其表面的游离水分过快蒸发。水泥因为缺失了必要的水化水，体积开始剧烈收缩，而混凝土在前期的强度比较低，承受不住这种应力，最后产生开裂。混凝土在浇筑振捣之后，会因为重力的原因，粗骨料开始沉落并挤出空气水分，在混凝土表面形成泌水。水泥素浆上浮，在混凝土表面形成了砂浆层。砂浆层，同下层混凝土相比，干缩性能较强。水分一旦蒸发过后，其很容易出现塑性收缩裂缝。混凝土在浇筑之前，对模板、垫层等洒水不够，致使其过于干燥，混凝土楼板表面也很容易出现塑性收缩裂缝。

4混凝土施工裂缝的治理措施

4.1改善结构设计

在建筑工程结构设计过程中，可选用中低强度混凝土材料，也可在承台的表面增加钢筋的用量。实践中为避免因温度的变化而引起的混凝土施工裂缝，可采取永久式的伸缩方式进行设计；建筑工程结构裂缝产生的原因很多，结构长度问题是产生收缩应力主要影响因素之一。根据建筑工程项目建设的实践情况，施工单位一定要采取有效的设计方案，尤其要考虑混凝土施工中可能产生裂缝这一问题。

4.2施工技术方面

好的材料是保证建筑质量的前提，但是施工技术才是项目的核心环节，好的施工技术能够保证混凝土的性能优良。具体来讲，需要加强地基的检查与验收工作，为后续的工程做好铺垫，对于较为复杂的地基，设计方在基坑开挖后应该要求勘察补钻探，当探出有不利地质情况时，必须先对其加固处理，然后才能进行下一步施工。开挖基槽时，需要保持原有基槽结构的完整性，合理地安排施工秩序，当相邻建筑物间距较近时，一般先从较深基础开始，以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。

4.3选材方面

材料的选择是好的工程的基础。因此在进行混凝土选择时需要选择那些水化热较低的水泥；在粗骨料的选择上，需要选用那种表面粗糙，质地坚硬的石头，这种石头需要级配良好，空隙率小，并且没有碱性反应，有害物质和粘土量不许超过规定标准；细骨料的选择上，宜采用颗粒较粗，空隙较小，含泥量较小的中砂；外掺料方面，宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土的性能，减少水的用量，减少收缩。

4.4混凝土材料配制过程控制

混凝土材料配制过程中，如果有吸收率比较大的施工骨料，而且骨料中的含泥量、干缩量也比较大，那么混凝土干缩性会增加。为增强混凝土材料的和易性、抗渗性、可泵性以及抗离析能力，可在混凝土材料中掺一些粉煤灰或高效的减水剂，以减少渗水现象，进而减少混凝土裂缝问题的出现。同时，混凝土材料配比设计时，工作人员和管理人员一定要到施工现场进行实地考察，综合分析施工现场混凝土浇捣工艺和构件截面等因素，并及时的调整砂石等施工原料的配比。

4.5改善养护措施

在施工现场要改善对水泥和混凝土的养护措施以满足保温保湿的要求。由于气候等外部条件的改变等会导致水泥和混凝土不同程度的变质进而在使用后出现裂缝等质量问题，所以施工过程前后必须密切注意材料的养护问题。例如，可用草袋、锯末等其他物品覆盖在终凝的混凝土上，严格限制非养护人员上屋面踩踏混凝土并保证覆盖物的持续湿润以满足混凝土对湿度和温度的要求。混凝土表层温差过大会出现表面裂缝，通过在覆盖物上洒水等养护措施可以使混凝土表面缓慢冷却进而降低表层的温度差异。尤其在寒冷季节，混凝土表面应设置有效地保温措施，以防止寒潮来袭时表面干裂而影响施工质量。炎热季节对大体积混凝土的降温措施也是减少混凝土裂缝的必要条件。

5结语

综上所述，对于当前我国建筑工程施工项目中的混凝土施工应用来说，其确实在较大程度上提升了我国建筑工程施工的效率和质量，这一点和混凝土材料的优势存在着密不可分的关系，但是在具体的混凝土材料应用过程中也存在着一些问题需要引起相关人员高度的重视，比如裂缝问题就是影响混凝土功能和效果实现的一个重要因素，因此，针对裂缝问题进行全面细致的分析，然后基于这些影响因素进行有效的控制就成了当前我国建筑工程施工中极为重要的一项基本工作。因此，在今后的建筑工程混凝土施工过程中就应该重点针对这些裂缝成因进行严格的控制和管理，保障混凝土施工的顺利进行，尽可能避免裂缝问题的出现。

参考文献：

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