混凝土裂缝的成因及防治分析

韩永林 山西路桥集团试验检测中心有限公司

1 前言

21 世纪的中国，随着社会的飞速发展和人民生活水平的不断提升、科学技术的大力发展和社会运作效率的不断提高，国家的建设步伐越来越快，城镇化进程大步向前，人口也不断向一、二线城市迁徙，向区域中心城市集中。随着人口密度的增大以及新开发用地的难以取得，高层写字楼的地位越来越重要。这既是城市化进程中非常重要的一步，也是我国公共资源中非常重要的一环，对于提高人民生活质量、促进社会的和谐共进和稳定发展有着非常重要的作用。建筑行业日趋成熟，已成为支撑全民经济的重要产业之一，由此超高层建筑应运而生，但其也存在建筑规模大、结构难度大、施工风险高、安全隐患高、管理模式经验不足等问题。混凝土由于自身的属性，不仅成本低，而且有较好的耐用性，并且在实际的施工过程中易于取得，因此一直是整个建筑行业最常见的材料之一。但是混凝土本身有一个缺陷，即容易受牵拉而变形、抗拉压的能力较差，受力不均匀时容易导致建筑物产生裂缝，并且如果缝隙过大便会引起建筑整体结构的破坏，致使承载能力大大降低。而有许多因素如当天的天气、湿度、地下条件等，都会对混凝土的性能有较大的影响。特别是当环境温度处于25℃以上时，这时在灌注过程中产生裂缝的概率明显上升，在凝结的过程中也易发生变形。因此在前期施工规划时，便要依据当地的季节特点，遵循力学原理和结构设计原理，进行混凝土的施工技术规划。混凝土浇筑的顺利开展以及后续建设是整个安装项目的重中之重。超高层建筑中的浇筑水平的控制为建筑的正常运作提供了保障基础。近年来，在相关专业人员以及管理人员的努力下，我国的质量控制、安全管理在建筑施工工程中取得了很大的进步。我国大量的管理学者和企业的管理层开始投入较多的时间、资金来重点研究适合我国发展的建筑裂缝质量控制管理模式。总体而言，还是存在着控制水平参差不齐的现象。而造成这些问题的主要原因：一方面，导致混凝土裂缝发生的因素多种多样。其施工有一定的复杂性与广泛性，整个灌注施工项目中所涉及的部门与机构非常复杂，而且互相之间有一定的合作、制约等。并且，裂缝的不稳定性以及失去控制等问题，需要更深层次地探究裂缝出现的原因以及相应科学有效的防治方案。大型混凝土结构的裂缝发生机制及其预防和控制对建筑业的未来发展具有重要作用；另一方面，在结合国内外优秀的裂缝质量控制管理方法与体系时，未能将自身的实际情况与所处环境很好地结合在一起，未能吸收国内外的优秀经验合适地运用到相关的具体施工管理案例中。

2 混凝土概述

2.1 混凝土定义

混凝土以水泥为主材，掺入一系列的化学物质等，按照科学配置，由适当比例的坚硬人造石均匀搅拌而成，具有致密和硬化的形态特征。我国关于混凝土的概念主要指的是在结构物最小实心尺寸至少为1m的材料，或由于温度而形成凝胶材料变化而会造成裂缝的产生。国内专家普遍认为，坚固的建筑物被倾倒在现场或地下建筑物和基础设施中，容易导致裂缝的结构收缩统称为混凝土。在一些文献中，混凝土的概念更加注重以下两点：一是截面面积小，在所有方向上都必须至少大于80cm；二是由于温度而导致的裂缝，通过混凝土构造能够达到。

2.2 混凝土特点

（1）混凝土在外界温度或者湿度发生改变时，容易产生形变以及硬化。相关的地方可能会发生受力不均的状况，在这些区域中水泥石的收缩率更大。在形状变化的产生和内部的约束中，存在有限变化的形变。如果超过了其形变极限，便会提高裂缝产生的概率。

（2）混凝土耐牵引性仅占耐压性的10%，并且具有拉伸和变形的能力。另外，由于混凝土本身的尺寸和所用水泥的量，在铸造过程中会迅速散发大量的热量，但自身较低的散热能力，内部温度较低，容易造成内部温度的极速上升，而内外温差急速增大，也容易造成裂缝的产生。在大多数情况下，外壳外部的温度如果超过25℃，内部温度的急剧升高将导致砼体积发生重大变化。在开始浇灌的时候，弹模较低，并且温度升高引起的温度应力相对较低。如果力大于其抗拉强度极限，则会发生裂纹并发生泄漏现象，严重的还会影响建筑的质量安全，所以应争取少次多量，尽量一次性地完成浇筑灌注，施工时须对施工方进行准确且有效的控制。

（3）大部分大型混凝土适用于建筑施工中的基础工程。为了防止混凝土渗漏，因此制定了较高的规定。大规模的混凝土由于固体混凝土基础设施的复杂性和框架的更多使用路径，热效率通常在工作中效率较低，并且钢筋框架具有较大的直径，而钢筋传导热的能力较强，所以在与混凝土进行混合的过程中会进行收缩，容易在钢筋接触面产生辐射形状的裂缝现象。

4 建筑工程施工中混凝土出现裂缝的成因

4.1 温度影响

在一般情况下，周围环境，尤其是温度的变化，会给施工场所的大部分材料都带来一些影响。因此，温度的变化也会给混凝土的质量带来很大的影响，即温度变化会导致混凝土出现裂缝的现象。物体受热会产生一定程度的膨胀现象，而当温度下降时，物体又会出现收缩现象。因此在一天当中，如果昼夜温差或一段时间内的温差过大，那么混凝土的内在结构也会产生一定程度的波动。在建筑项目进行施工的时候，一般都是由混凝土包裹钢筋材料的。但是钢筋材料的膨胀系数与混凝土的膨胀系数相比十分大，因此在经受了同样的温差之后，钢筋材料的膨胀程度会大于混凝土的膨胀程度，这就导致了混凝土会被渐渐拉伸，最终产生裂缝。除此之外，混凝土滋生的温度变化也会导致裂缝的产生。在配置混凝土的时候，水与水泥进行混合会释放出热量，相关工作人员要对此进行注意。并且一般混凝土材料两面所接触的材料是不相同的，这就导致了混凝土两面硬化的速度也是不同的。最后，混凝土两面的温度也是不同的，一般来说，考建筑内部较近的混凝土的热量不容易释放，而外侧的则较容易，因此内侧可能会出现持续膨胀的情况，最终导致裂缝的产生。

4.2 材料质量影响与配比影响

混凝土材料是由水泥、凝胶材料、水、砂、石子等材料按照专业的比例调配而成的一种材料。因此，如果相关的施工人员没能够在调配混凝土的过程中使用质量合格的材料，或者在调配过程当中没有按照合理的比例、顺序调配各种材料，那么混凝土的质量就难以得到保证，而质量不过关的混凝土就会非常容易出现裂缝的现象。在实际的施工过程中，许多施工人员、施工小组为了节省原材料的费用，选择使用劣质但价格低廉的产品，这种行为时非常不值得提倡的，虽然这种行为为施工队伍节省了原材料费用，但造成的后果是十分恶劣的。

4.3 施工环节的影响

在考虑了以上两种因素的影响之后，还有一种情况可能导致混凝土出现裂缝，那就是施工过程当中有不当的举措。施工技术对整个工程的影响也是十分大的，在施工过程当中，如果相关的工作人员没有按照指定的工序施工，或者没有严格按照施工图上的指示施工，又或者施工人员没有按照正确的顺序进行施工，都有可能导致混凝土出现裂缝现象。除此之外，在施工完成之后，相关的验收人员在验收过程当中态度不严谨也有可能导致混凝土出现裂缝现象，最终导致整个工程的施工质量下降。在实际的施工过程当中，有许多施工人员对施工环节并不在意，没有意识到混凝土出现裂缝的危害性和严重性，对裂缝现象所需要采取的举措也不是十分熟悉，这些都非常容易导致混凝土裂缝现象的出现。

5 混凝土裂缝防治对策

5.1 做好建筑物设计工作施工企业

在对建筑物进行施工之前，需要依照施工现场实际情况对施工建筑物进行科学合理的设计，倘若建筑物设计合理不当，就会引发混凝土出现裂缝。这就要求施工建筑设计师图纸设计阶段应对施工建筑物中的“抗与放”的关系予以充分考虑。在设计过程中，“放”主要是指施工建筑物需要为防治裂缝留有充足的余量，防止建筑物因内部结构轻微变化或者外部结构轻微变化而出现裂缝。“放”在施工设计中应防止混凝土拉力过于集中导致混凝土出现裂缝，这就要求设计人员充分考虑到建筑物可能出现变形的情况。另外，设计人员在设计过程中应对混凝土收缩裂缝进行防治，可以要求施工人员在实际施工过程中添加适当的膨胀剂，以防止混凝土出现收缩情况，还要对钢筋混凝土结构中的钢筋位置进行科学合理的设置，以此减少钢筋混凝土裂缝出现的情况。

5.2 注重施工材料与混凝土配比

由于公路、桥梁、楼房等建筑物用途不同，混凝土配比要求也存在较大不同。在建筑物施工过程中，施工人员需要根据建筑物的具体用途，科学合理地选择混凝土强度，并为其配备相对应的水泥品种型号，同时选择配比优质的砂石石料，还可以根据实际情况选择外加剂，在确保施工企业建成的建筑物具有良好的稳定性的同时，减少水泥使用量。另外，施工人员在施工过程中还要根据施工现场实际情况合理添加混凝土膨胀剂，严格依照砂石质量适当调整混凝土配比，只有这样才能减少混凝土裂缝情况，为后续施工建筑奠定良好基础。

5.3 控制温度与施工质量

在建筑施工过程中，要想降低混凝土裂缝出现概率，就要减少混凝土温度应力。这就要求施工人员在实际施工过程中通过改良初级料的配比份额来控制混凝土温度。在天气炎热时，需要对混凝土浇筑工序做好散热措施，并使用冷水管对混凝土浇筑层进行散热，以便用凉水带走混凝土多余热量；在天气寒冷时，需要对混凝土设计提高强度，防止混凝土出现热胀冷缩现象。根据相关数据研究结果表明，90%的混凝土裂缝都与施工质量把控不严有着极大关系。为此，施工单位应加强施工监督管理，严格把控施工质量，确保混凝土实际施工配比与设计配比相吻合。待施工结束以后，施工人员还要对施工现场进行施工养护，确保混凝土能够正常予以使用，对混凝土存在的病害做好相关防治工作。

6 结束语

综上所述，混凝土裂缝在建筑物施工过程中属于较为常见的施工现象，由于混凝土裂缝产生因素过于复杂，要求施工设计人员在设计图纸时对可能存在的混凝土裂缝因素予以充分考虑，确保施工人员在施工过程中能够依照施工设计图纸要求，严格掌控好混凝土各种材料配比。在控制混凝土温度应力的同时，还要对混凝土质量予以控制，以此提高钢筋混凝土建筑物施工质量，确保后续施工工程顺利进行。