形成建筑混凝土裂缝的主要因素及处理技术

李志强

（闽鑫建工集团有限公司，福建 厦门 361000)

0 引言

在现代建筑施工工程中，钢筋混凝土作为极为常见的建筑材料，被广泛应用在各种建筑施工领域，对各种施工质量有着至关重要的影响。据不完全统计，许多建筑工程施工出现质量问题，大多是混凝土裂缝所致。为此，要想提高建筑施工质量，就要对建筑施工中产生混凝土裂缝的原因进行分析，在施工过程中采用科学合理的预防措施，防止施工的建筑物出现裂缝，并对已产生的裂缝及时进行修补处理。

1 混凝土裂缝防治的必要性

在建筑工程中，混凝土出现裂缝是非常常见的，是工程质量的核心影响因素之一。混凝土出现的裂缝类型较多，如温度裂缝、干缩裂缝、沉陷裂缝、施工裂缝等。多数建筑工程会因为混凝土结构出现裂缝造成多种不良后果，如外观质量不良、抗渗性能降低、耐久性降低、结构强度受到损失等，严重的甚至造成建筑物坍塌，影响施工质量及安全，对人员安全构成严重威胁[1]。一些建筑工程中，裂缝虽然没有造成直接的影响，却使混凝土结构受损，混凝土结构在遭受外力作用下，易发生安全事故，难以发挥工程价值。因此，建筑工程施工进程中，需分析混凝土裂缝形成的原因，切实做到早发现、早采取有针对性的措施，避免或减少混凝土出现裂缝。

2 混凝土裂缝的类型

2.1 温度裂缝

混凝土体积较大时，在水泥水化热影响下，其内部产生大量热量难以散发，使其内部温度大幅度上升。由于混凝土表面散热速率较快，内部散热速率较慢，内外形成较大温差，热量散发不均衡，使其内外热胀冷缩程度不一，造成混凝土表面产生拉应力，拉应力超过混凝土强度值时，混凝土表面就出现裂缝。裂缝延伸形态无显著特征，多以纵横交错为主[2]。

2.2 干缩裂缝

混凝土浇筑后，其表面的水分蒸发比内部的水分蒸发快，导致内外变形速率不同，混凝土内部的收缩慢，外表的收缩快，在结构表面产生较大的拉应力而产生裂缝。干缩裂缝多产生于混凝土浇筑一周后，裂缝多为网状或平行线状的细浅表面裂缝。

2.3 施工裂缝

混凝土施工程序很多，施工技术要求也很高，历经制作、脱模、养护等多个环节。受各种因素影响，出现多形态裂缝，如横向、竖向、水平方向等，其主要由于浇筑之前木模板未浸透、模板与混凝土粘连、拆模振动较大、拆模时间过早等均可形成裂缝[3]。

2.4 化学反应引起的裂缝

主要因碱骨料反应和钢筋的锈蚀而产生，这类裂缝是不可逆的，应尽量避免。

3 混凝土裂缝产生的因素

3.1 结构设计缺陷或地表沉降因素

混凝土出现裂缝一般有两种类型，一是因混凝土自身材料质量原因或施工控制因素产生的局部裂缝；另一种就是因结构设计缺陷导致结构刚度不足，从而使混凝土结构出现裂缝。第二种情况是最为严重的质量缺陷，施工单位如果在工程前期不注重建筑结构设计图纸的审核与管理，没有做好地基施工质量的管控，就有可能出现建筑结构及混凝土裂缝问题。一旦建筑基体结构出现质量问题，就会产生很大的安全隐患，很难作修复处理，甚至导致质量事故，施工单位也必然会损失巨大的经济利益。

3.2 水泥材料自身水化热的影响

水泥与水发生反应会产生大量的热量，混凝土搅拌及浇筑过程中产生大量热量，是混凝土材料自身固有的特性。如果在混凝土热量释放过程中，没有合理控制好混凝土结构各部位的温差，水泥水化产生的大量热量很容易聚集在浇筑后的混凝土结构内部，而混凝土结构外部的温度通常会受环境因素影响而迅速降低，如图1 所示，这样产生的内外温度差就会导致混凝土结构内外间产生热应力，当应力值超过混凝土强度时，混凝土结构表面就会出现裂缝[4]。

图1 混凝土浇筑时温度随时间的变化曲线

3.3 混凝土配比问题

由于受混凝土材料特性影响，混凝土工程浇筑施工所用的混凝土需要现用现配，并充分做好混凝土搅拌，以保持混凝土材料的施工优越性，混凝土材料配比则成为影响建筑工程施工质量的一大关键性难题。首先，混凝土材料选材上很容易出现质量缺陷，导致混凝土配制时不能达到应有的技术特性。其次，混凝土配比要求极为严格。施工现场配制过程中，基料、辅料以及掺合料、添加剂、水等的比例很难做到精准计量，这就要求施工企业必须严格做好混凝土配比的质量管理，尽量采用工厂生产的合格的商品混凝土。再次，混凝土配制或搅拌过程中受外界影响因素很大，如空气环境湿度过重，或者工程车辆出现问题导致搅拌停止等，都会影响混凝土质量特性[5]。

3.4 施工管理不到位

建筑工程施工过程中混凝土出现裂缝问题，其中一个主要的因素是缺乏混凝土浇筑施工时严格的现场管理。首先，现场管理人员麻痹大意，不够重视。由于混凝土现场浇筑施工是所有建筑工程施工企业必备技能，往往会因此而产生管理疏忽，认为没必要现场盯着或者做技术指导，从而导致施工现场管理的缺失。其次，施工作业人员未按照混凝土浇筑工艺标准执行。在施工过程中，为加快进度，通常会出现抢注、快注的现象，忽略了混凝土固有的初凝、终凝时间特性，导致混凝土凝固时间不够或者浇筑方量不足等问题。再次，不重视混凝土浇筑后的养护。在混凝土浇筑后没有进行及时必要的养护，从而破坏混凝土的浇筑质量。

4 混凝土裂缝的控制处理措施

混凝土裂缝控制主要针对混凝土特性，做好防控技术实施规划，主要控制要点体现在以下几个方面。

4.1 干缩裂缝、温度裂缝控制

4.1.1 干缩裂缝控制

建筑工程中的干缩裂缝主要是由混凝土浇筑后内部毛细管的压力产生的。内部毛细管失水后会产生很大的收缩力，导致混凝土浇筑体收缩，在混凝土内部产生收缩应力，收缩应力一旦超过混凝土材料的抗拉强度，就会产生裂缝。因此，控制干缩裂缝主要控制内部毛细管的收缩应力。一方面，要降低混凝土单位体积的用水量，避免毛细管内部失水过多；另一方面，合理选择混凝土材料，不同品牌的混凝土材料产生干缩裂缝的情况不同，施工单位应根据施工经验，选择质量优等的混凝土材料

4.1.2 温度裂缝的控制

针对混凝土温度裂缝的控制，严格控制混凝土浇筑后的内外部温度差，避免因温度差过大导致的裂缝问题。建筑工程施工进行混凝土浇筑时，应注重时间的合理选择，尽量选择适宜混凝土浇筑的时间浇筑。针对因季节气候因素影响导致内外部温度差过大等问题，施工企业一方面要做好外部低温度的防护，对浇筑后的混凝土外墙体进行必要的保温保护和养护，尽量减少温度差值；同时，施工单位应通过改善混凝土的配合比，尽可能地提高混凝土自身特性，解决混凝土浇筑时不耐温差的开裂问题，如控制骨料的含泥量、掺加一定量的粉煤灰代替部分水泥等。

4.2 混凝土结构的合理设计

混凝土结构设计时，应依据混凝土施工的实际状态尽可能偏向于选择低强度混凝土材料。针对抗裂薄弱部位开展必要的抗裂计算，若结构设计不存在足量的变形量，则还需要对构造配筋进行适当增加，通过这样的方式控制温度裂缝宽度，保证建筑结构整体的稳定性。若是建筑物结构长度大于40m，则需要根据实际情况设置后浇带，并在后浇带两侧位置设置加强钢筋，以减少不均匀沉降或是结构温度变形引起的裂缝。此外，针对建筑结构设计工作，需要以整体设计意图为参考，加强钢筋性能、水泥强度和混凝土材料检验工作，尽量减少温度裂缝和结构裂缝的产生。

4.3 混凝土材料选取与配制

建筑材料的选择需要以工程实际特点为依据，还需要考虑混凝土的强度等级和水泥品种，慎重选取砂石材料，保证原材料的优良级配。作为混凝土施工中不可缺少的重要辅助用料，要重视混凝土外加剂和掺合料的选用。这是由于混凝土施工中外加剂和掺合料，不仅具有改善混凝土性能和降低水化热的作用，在控制混凝土成本和节省水泥用量方面也有积极影响。选择膨胀剂时需要突出补偿收缩技术的应用，针对不同的品种对应实际的使用效果，选择最佳设计掺量后，采取必要的试验加以确认，确定膨胀剂的使用量。工作人员在进行混凝土材料配置时需要亲自前往施工现场完成勘测工作，对现场各方面条件进行确认，混凝土的坍落度设计也应依据现场情况提高其合理性与科学性。最后，对施工现场砂石材料的研究，完善基本的材料配制工作，将各种养护措施落实到施工过程当中。

4.4 合理确定配合比

结构施工质量的稳定性很大程度上受到混凝土配合比的影响。合理确定混凝土配合比需要从原料管理出发，依据混凝土强度和流动性指标，对水灰比和水泥用量进行确定，切实降低水泥水化反应时热量的集中释放。要求管理人员深入施工现场检验浇筑工艺和施工现场结构截面，对混凝土的坍落度进行合理设计，根据原材料质量合理调整混凝土的施工配合比。选择正规水泥厂家，骨料选择则应偏向于自然连续级配石料，若是骨料粒径较大则需要通过控制水泥浆用量的方式控制好混凝土的干缩率。值得注意的是，在混凝土中掺入适量粉煤灰代替部分水泥也能够减少水化热，达到减少裂缝产生的目的。

4.5 施工后的养护工作

刚浇筑的混凝土的保温与养护工作，是建筑施工之后需要切实关注的问题。这不仅能够降低浇筑体在浇注和养护过程中的内外温差值，避免或减少温度裂缝的产生，对于混凝土浇筑体自约束应力的降低也有积极影响。混凝土浇筑体降温速度的降低，就能够充分借助混凝土自身的抗拉强度提高，提高自我抗裂能力。同时还应多关注混凝土养护和环境温度的变化，在混凝土硬化过程中及时补偿，这也是减少产生混凝土裂缝的重要方面。

5 结束语

综上所述，作为建筑施工过程中较为常见的病害之一，建筑工程混凝土裂缝的控制和处理显得尤为重要。倘若混凝土施工中的结构、配比或是温度等任一环节与设计范围不符，都有可能影响到建筑混凝土结构正常功能的发挥。从建筑混凝土裂缝的可控性与客观性分析，其管理控制可从材料、施工工艺和施工技术等方面着手，将施工建设内容和指标控制在合理范围之内，减少混凝土裂缝的发生，这对于混凝土施工质量是重要的保证。