土建施工中混凝土裂缝成因及控制措施

何春生

福建六建集团有限公司

1 引言

混凝土是建筑施工常用的一种混合型材料，其主要构成成分包括水泥、砂石和水，一种非均质的脆性建筑用材。现阶段，混凝土仍是我国建筑行业广泛应用且必备的施工材料，据有关研究统计表明，使用混凝土作为基材的建筑物随着时间的推移必然会出现裂缝，建筑物若有裂缝生成会影响混凝土的抗渗能力，从而引起起支撑和连接作用的钢筋发生锈蚀以及混凝土的进一步碳化等，从而使建筑物的质量遭到影响，减损建筑物的使用年限，严重时会引发一系列安全事故和问题，给人们的生活带来诸多不利影响。所以，探讨混凝土裂缝形成的原因及针对问题采取一定预防手段进行预防是必要的，结合现代科学技术手段来合理有效地解决混凝土裂缝问题，在施工前及施工准备阶段做好相应地预防措施，对已形成的裂缝进行及时处理，从而确保建筑物的使用安全与质量。引发结构物裂缝的诱因主要有两方面：一是外部荷载，二是由温度、收缩膨胀以及不均匀沉降等因素导致的变形。虽然变形导致的裂缝问题不会过度影响建筑结构的承载力，但也会影响视觉感受。除此之外，还会使得混凝土对内部钢筋的保护不足，进一步引发锈蚀等问题，甚至导致建筑物出现倾斜、倒塌等危险情况。

2 混凝土裂缝的成因

2.1 荷载裂缝

混凝土裂缝的形成原因之一在于建筑物的受力，由于荷载作用，混凝土受到拉应力，从而导致建筑物形成裂缝[2]。

另一方面，混凝土是否产生裂缝或裂缝问题的严重程度还收轴压力与压应力的作用与干扰，这其中还包含在顶部位置形成的裂缝，通常为水平裂缝。在与承重梁连接部位的荷载通常比较集中，当该部位的支座斜向裂缝生成，其受到压应力的作用就容易影生裂缝，一般这种缘由是混凝土应变值超了单轴所受压最大峰值压峰值εp而产生的裂缝，该类裂缝的危险系数较大，必须要采取相应地手段进行规避与修护。

图1 荷载裂缝

2.2 干缩裂缝

混凝土完成浇筑之后，需要在连续一周的时间内进行混凝土的养护，养护工作的目的包括有效干预产生干缩裂缝。干缩裂缝生成的缘由是主要在于建筑物的内外水分所蒸发时的速率不相同，因此才导致建筑物里外发生不一样程度的形变量，裸露在空气部分的混凝土因缺乏保护会以比较大的速率蒸发表面水分，因而产生的形变较快较大，内部的混凝土因保持一定的温度与湿度，所以在水分蒸发方面速度较缓，从而与之相对应变形等相关方面全部以比较低的速率进行，这种情况下才会出现内外形成相对较大的干缩性变形，混凝土内部之间的相互作用会产生拉应力，进而形成裂缝。外部环境的湿度越低的情况下，这种干缩导致的裂缝就会越严重。

图2 干缩裂缝

图3 干缩裂缝

图4 干缩裂缝

2.3 温度裂缝

受温度影响而产生的裂缝主要有两大类：（1）表面性裂缝，该种裂缝的走向无特定的规律；（2）贯穿性或者深层性裂缝，这类裂缝与表面性裂缝不同，其形态与方向与主筋的走向区域一致，但大小不一裂缝宽度，还有受温度的影响比较大，表现为在温度高的情况下形成的裂缝相较于温度低时形成的裂缝要窄。温度裂缝形成的主要诱因归纳如下。

水泥自身的水化热是形成表面裂缝的主要原因之一，相关领域的专业人员都在不断致力该问题的解决研究，通常是体积较大的混凝土土建物会受到这类裂缝的影响较多。大体积的建筑物由于混凝土自身产生的水化热难以快速挥发，因此在不同的温度梯度下会受到温度应力的很大影响，如果数值超过一定限度就会导致裂缝的形成。绝大部分贯穿裂缝形成的主要原因是由于周围环境急剧降温导致内部结构无法适应发生收缩而产生的裂变，即建筑物的体积胀缩被限制住所导致的裂变。此外，混凝土是否形成裂缝还与周围气候条件、环境密切相关，若受到冷空气、降雨等气候变化的影响，使得内部温度与表面温度有较大的温差，会导致温度梯度达到变形的限度，进而生成裂缝。

图5 温度裂缝

2.4 施工致裂缝

工程项目施工管理工作问题近年来一直都存在着这一点的，疏忽管理工作会导致施工实际操作的质量问题。若在施工管理阶段、施工阶段以及验收阶段产生疏忽，都将严重影响工程项目的质量与标准，后续混凝土浇筑的工作也会受到严重影响，如极易发生裂缝问题等，有以下几方面的主要具体问题。

2.4.1 钢筋移位

我们在灌注混凝土工作的过程中，混凝土本身容易形成比较大的冲击压力，另一方面受到施工人员操作不规范的影响会发生钢筋移位等现象的发生，从而很难抵抗外界不利条件，在板底等位置形成裂缝，安全事故还会有可能导致出现。

2.4.2 浇筑振捣不当

浇筑过程中的施工操作不规范，如振捣过度或不够都会引起最终建筑不达标的情况发生。此外如果未将振捣棒拔出和脱离混凝土再移动，而是直接在其中拖动，将对混凝土的均匀性及严密性产生不好的影响，有可能会间接性导致裂缝的形成。

2.4.3 塑性沉降

开始混凝土浇筑时，这时混凝土是可塑状态下，它的内部固体会受钢筋阻力及侧面模板的摩擦阻力影响，会出现沉降的差别，进而也会生成裂缝，因此时造成的裂缝可能对内部钢筋造成不良影响，如；钢筋表面锈蚀引发等。其中表面水平向钢筋上部位置、竖向墙柱结构，水平向结构更易形成沉降性的裂缝尤为重要，相对比较薄的保护层及较粗的钢筋，这种现象容易加剧。

3 工程中混凝土裂缝的防治措施

3.1 荷载裂缝预防措施

荷载裂缝有效预防，避免其影响混凝土，相关人员在设计阶段应该加强裂缝相关设计与控制工作。重视易产生裂缝的位置，综合不均匀沉降等多方面因素；科学合理地做好变形缝的位置与相关设计工作；调节各部分的受力情况，使得载荷分布均匀，避免过于集中的施加压力；此外，在满足截面设计、不影响配筋率以及浇筑方便的前提下，使用的钢筋越细，钢筋间距离越小，非常有利于防治开裂现象。

3.2 干缩裂缝预防措施

有以下几个方面干缩裂缝的防范主要措施：一是选取好的水泥原料，有较好收缩性能的水泥不选择，而是选择低热水泥或者是直接选择粉煤灰水泥，此外，投入使用的水泥的量在保证够用的前提下，应该尽可能地少；二是对水灰比的设计要做到科学合理，此外，可以适当添加一定量的不会影响混凝土性能的减水剂；三是控制好配合比，原料中对水的添加量不能大于设计值；四是重视对混凝土建筑后的养护工作，养护工作要尽早开始，整体养护时间需要合理到位；五是混凝土设计中，对收缩缝的设计至关重要。

3.3 温度裂缝预防措施

温度裂缝的防治措施主要包含以下几个方面。

（1）改变水泥原材料的选择。

（2）尽量减少水泥的生产投入量，主要包括改善骨料配比、添加粉煤灰以及不影响混凝土性能的减水剂等方法。

（3）适当合理地降低水灰比，尽量控制该数值使其低于0.6。（4）科学合理的分配原材料的科学并将其搅拌均匀。

（5）重视降低水化热的有效措施，包括各种在减水、增塑、缓凝等方面有着优良性能的外加剂，以提高其流动性、保水性，减缓热峰带来的不良影响。

（6）加强温度测控，做及时有效地降温保护措施。

（7）一切有效地相关温度控制与养护方法，混凝土浇筑工作完毕后，及时地做好覆盖与遮蔽相关工作，来确保它湿度和温度，另外，一定要安排养护时间充足，以有效提升混凝土的刚度。

3.4 施工裂缝预防措施

对于施工裂缝而言，主要有以下防护措施：一是施工操作满足规范要求，不能随意踩踏已浇筑的混凝土，也不能放置模板以及其他材料，此时混凝土的强度得不到保障，要避免影响混凝土的强度；二是施工工序科学合理地进行。例如浇筑大体积混凝土中的工序而言，要注重分层浇筑工作、分块浇筑，方才能确保散热充分；三是正式浇筑前，要把基层与模板用水浇湿。另外，模板不能过早拆卸，拆卸时也要注重顺序；四是振捣时，要振捣充分；五是对于混凝土的养护工作的起步时间不能过晚，养护周期也有着严格的要求，适当的增加时间有利于混凝土刚度。

4 结论

出现混凝土裂缝问题在于土建工程中由来已久，如果裂缝问题长期得不到比较有用的处理，就会直接降低建筑物使用寿命和使用功能，更严重的话甚至影响建设工程的质量，人类居住生产及生活还有可能会影响，造成混凝土裂缝原因来自多种的方面，因此需要有关的技术负责人来认真科学性分析它的缘由，相关措施防护工作在土建建设相关过程中一定要认真的及时恰当做好，裂缝处理和加固也一并结合科学和有效实施有关修护工作更要重点做好，从而延长土建建筑工程的使用期，将裂缝所出现的问题及引发出现相关损失降小降到最低点。