试论高层建筑混凝土裂缝原因和控制技术要点

王海峰

【摘要】混凝土在高层工程的建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。本文主要阐述了高层建筑混凝土施工中产生裂缝的原因和控制技术要点。

【关键词】混凝土施工；裂缝；控制技术

0. 引言

在高层建设中，引起建筑混凝土施工裂缝的原因很多，因素也较为复杂，这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性；其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和控制技术要点作一探讨。

1. 裂缝的成因分析

1.1混凝土温度应力引起的裂缝

混凝土在硬化过程期间，水泥会放出大量的水化热，促使其内温不断上升，从而引起表面拉应力。后期降温过程中，由于受到老混凝土的约束，会在内部出现拉应力，当拉应力大于混凝土的抗裂能力时，表面应力发生剧烈，就会出现裂缝。一般而言，当水泥用量在350～550kg/m3时，每立方混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，进而形成内外较大的温度差引起混凝土裂缝，同时水泥浆中水分蒸发也会产生干缩裂缝。

1.2混凝土原材料质量问题引起的裂缝

混凝土是由水泥、砂、石、水、外加剂和外掺料组成。这些原材料的质量和数量，配料的比例直接影响到混凝土的质量，在混凝土建筑工程施工中若水泥的产地不知名，交货验收不严格，工地贮藏受潮。砂石质量不符合要求，石、砂表面含泥量超标，粗细砂使用不合理，石料大小没有严格把关，砂粒径控制不严，集料级配不良，结构不合理，都可引起混凝土施工裂缝。因水泥存放受潮或过久后，质地不佳，都将降低混凝土强度，引起混凝土施工裂缝。砂的粒径越细，用水量用灰量增多，收缩增大，水灰比不稳定。砂石表面含泥量过多，粘结力下降，尤其是包裹型的泥土更为严重，泥遇水成浆，胶结在砂石表面，不易分离，容易引起混凝土施工裂缝。

1.3混凝土搅拌和温度控制不严引起的裂缝

混凝土的搅拌质量控制不严，浇注不达标，振捣不及时、不到位、不均匀、不密实，搅拌时间过短或过长，入模温度不符合工程要求，入料时段气温条件过高，浇注速度过快，都会引起混凝土施工出现裂缝。一是过快的浇筑，可引起水泥在水化过程中释放出过大的热量，引起裂缝。二是入料时段气温偏高，特别热天中午浇注时，过高的气温更会加剧浇筑温度上升引起裂縫。三是搅拌超时，不仅会产生离析性，而且会摩损料石引起裂缝。四是气温过低（-2℃），施工时间选择不佳，混凝土表面将产生相应的拉应力。如果这些拉应力大于混凝土的抗裂能力，则会导致混凝土施工裂缝。

1.4混凝土养护和运输不规范引起的裂缝

运料过程中，如混凝土出现离析性。养护时若覆盖麻袋或草帘不及时、不到位、不规范。人工洒水如果不及时、不均匀，养护期间时干时湿，干湿不均，外干过早都会使混凝土内部产生约束，外表面干缩变形，从而产生混凝土施工裂缝。

1.5其它因素引起的裂缝

地基的不均匀沉陷，地基土质不均，支模不稳定，支架发生水平位移，模板变形，支模间距过大、松动、滑移等，都会产生位移，在混凝土强度未达到一定强度时便会产生过大的剪应力开裂，为提高模板的周转率，过早拆模也可引起混凝土的裂缝。

2. 混凝土裂缝控制技术要点

引起混凝土裂缝的原因是多方面的，要预防和避免混凝土施工裂缝的发生，就必须严把混凝土施工流程质量关和技术关，从严监管每一施工环节，客观分析施工条件和环境，综合考虑多方面因素，全方位采取预防措施，才能达到预防混凝土施工裂缝之目地，才能使混凝土施工裂缝得到控制。

2.1支模控制裂缝措施

支模是混凝土施工中的第一道程序，应该严格施工要求。为有效预防混凝土裂缝发生，模板最好选用钢模板支架，有利于散热，同时支模一定要稳定，确保不发生移动、位移和滑动等问题，要充分考虑相邻混凝土施工的整体性，尽可能的减少相邻结构浇筑混凝土的时间间隔，越短越好，不宜太长，避免相互的约束性。

2.2集料控制裂缝措施

砂石、水泥都是混凝土的原材料，其质量是否符合要求，都会直接影响混凝土的施工质量，要预防混凝土施工裂缝的发生，就必需严把原材料质量关。在混凝土工程施工中，原材料应选用当地材质优良，产地知名的水泥和集料，严格控制砂的粒径（中、粗、细砂），并根据不同工程要求，按规范规定合理采用，同时要从严监控砂石的含泥量，确保砂石料质量检验满足混凝土工程施工要求，以达到预防因集料不合格，而引起混凝土的施工裂缝。

2.3入料、搅拌、运料控制裂缝措施

进料的配合比、水灰比能否满足混凝土工程施工要求，也同样影响混凝土施工裂缝的发生，因此，进料前对砂石、水泥做到抽样检测，并根据检测结果及时调整配合比，同时，要严格把握混凝土的搅拌时间（规范规定2min），常规施工搅拌时间不宜过短，也不宜过长，否则会使碎石摩损，破坏材料的结构，改变混凝土的配合比。运料地点和时间要规范选定，运料与等待的时间一般在15min～20min左右即可。

2.4放料、振捣控制裂缝措施

入料时应首先优选入料环境和气温，最好是白天气温在25℃，夜间气温在16℃为宜，温差不宜过大。放料时一定要做到均匀出料、放料，浇筑的速度可根据结构部位因情况而定，人工浇筑速度36m3/h，厚度为30cm，较为合理，振捣一定要密实、均匀到位。

2.5温度控制裂缝的措施

温度应力是引起混凝土施工裂缝的最直接的原因，要预防混凝土施工裂缝就必须严格控制混凝土施工温度，要达到控制混凝土施工温度应力要求，就必须采取以下措施，首先将入模温度控制在30℃～36℃之内，混凝土内温控制在50℃内。二是热天浇筑混凝土时要减少混凝土浇筑的厚度，充分利用浇筑层面散热，气温下降时注意表面保湿。三是采用冷水冷却碎石（卵石），以达到降低混凝土浇筑温度之目的。四是可在混凝土的骨料中加塑化剂等，以改善水泥用量。五是在浇注混凝土的过程中，可采用边浇筑，边降温的方法，即在浇注混凝土的同时，在钢模上喷冷水降温，以防混凝土内部温度过高，而引起混凝土施工裂缝。其次，施工的时段及环境也应有相对的选择，施工时段最好采用早、晚施工，环境可根据当天的环境对应确定，同时应采用正确的合理的分块和分缝。

2.6养护预防裂缝措施

混凝土浇筑成型后，所处的环境温度和湿度对混凝土的强度影响很大，混凝土在硬化过程中，一定要在一定时间内必须保持一定的温度和湿度，才能使水泥充分水化，以获得较好质量的混凝土。因此，混凝土收浆后在表面应及时覆盖草帘（或麻袋、泡沫海棉）轻型材料，人工洒水养护，可以防止表面拉应力产生，使相对湿度达到90%以上，对防裂有很好的效果，夏天水分蒸发太快，更应及时人工洒水，精心养护。

3. 结语

要使混凝土施工不产生裂缝，就必须结合工程现状，施工环境，认真分析施工条件，严把材料质量关，规范支模、配料、运料、搅拌、振捣、拆模等施工环节，控制混凝土入料温度，按要求及时养护，进而达到提高混凝土施工技术之目的，有效控制混凝土施工裂缝发生，确保混凝土施工满足工程质量要求，使混凝土施工达到峻工验收时的优良工程。总之，通过预防措施，混凝土施工裂缝是完全可以避免的。