建筑混凝土裂缝形成原因及施工处理

家勇杰

（山西一建集团有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

通过大量工程实例研究表明，在所有钢筋混凝土结构中，存在着各种形式的裂缝。这些裂缝可分为两大类：一类是由于材料本身特性引起的，如温度变化、地基不均匀沉降、基础变形等；另一类是由于结构设计存在缺陷或构造不当而引起的。由于材料自身特性引起的结构裂缝包括收缩、不均匀沉降等；由于设计原因造成的结构缺陷产生的结构裂缝包括应力集中、温度变化、荷载作用等；由构造原因造成的结构裂缝包括滑移与弯曲等[1]。产生混凝土裂缝会降低结构物的耐久性能和使用寿命，因此，施工中必须采取相应措施以确保在正常情况下不出现混凝土开裂现象。

1 建筑混凝土裂缝产生的原因

1.1 混凝土材料导致裂缝产生

在建筑中，裂缝一般分为温度裂缝和收缩变形引起的干缩性裂缝两种。而当外部环境（主要是湿度变化）引起内部水分蒸发，则形成干缩性裂纹。材料的使用和搭配就是引起混凝土产生干缩性裂缝的主要原因之一，例如，由水泥品种使用不当造成混凝土裂缝，如用早期强度高的水泥，其凝结硬化速度较快，容易产生干缩；或用低标号的水泥，因其黏滞性和保水性较差，也容易发生干缩。所以我们在选用混凝土材料时也应谨慎考虑[2]。另外，骨料级配不当也会有产生裂缝的风险。如果粗骨料的粒径过大，集料间的摩擦阻力增大，易造成粗集料下沉；砂石级配不合理，空隙率大；或采用含泥量大的砂石，都会增加泌水量，降低密实度，从而影响结构的抗裂性能。后者是因为混凝土材料热胀冷缩、膨胀和收缩导致混凝土产生裂缝。

1.2 由外荷载作用和温度变化引起的裂缝

在外荷载作用下，会由于结构变形产生的拉应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。外荷载作用引起混凝土裂缝产生的事例有，例如，在地震区或高烈度地区，由于地基土液化而发生地面沉降时，会使基础产生不均匀沉陷、开裂及破坏；在超载情况下（如车辆超载行驶），使路面局部受压过大而引起车辙；当结构承受过大的集中压力时也会产生裂缝等。这些情况都可使混凝土表面出现细小的龟裂现象。另外，温度的变化对建筑物也有很大的影响。例如冬季施工中因气温降低造成水泥水化热降低、早期脱水导致强度下降而出现干缩性裂缝；夏天施工时由于气温过高导致水分蒸发加快而出现体积收缩引起的温度收缩性裂缝等[3]。由于温度变化，混凝土内部水分散失，导致混凝土体积膨胀，当水泥水化作用不能补偿这种膨胀时，便产生微细裂缝；在实际工程中，往往需要同时考虑以上两种因素的影响。因此，应针对具体情况采取相应的措施来避免或减少这两种因素对结构的危害程度，以延长其使用寿命。

1.3 养护不当

养护不当也会造成混凝土出现裂缝。其中养护不当主要表现在：在早期养护阶段，未对已浇筑的构件采取覆盖保湿措施。随着气温逐渐升高，空气湿度不断加大，使水泥水化速度加快，从而降低其黏结力。另外在夏季高温天气下施工时，受环境温度影响较大。当温度达到35°C 以上，则强度增长缓慢。若此时突然遭受雨淋或浇水，将加速水泥水化地进行，从而增加内应力的释放，容易发生表面干缩开裂。此时便会形成混凝土裂缝，如果不及时处理，久而久之，缝隙便会越来越大，难以补救。

1.4 振捣不当

浇筑混凝土时，如果振捣器放置位置不当，或者振动时间太短，都会导致局部密实度过低，从而形成微孔道，引起钢筋锈胀，最终导致出现贯穿性或斜向通长性缝。若振捣时间太短，漏斗中的浆体未充满模板间隙而冒出时即被抹刀刮下，或因振动棒移动太快而使部分浆体来不及下流而被带起。此外，振捣器移动距离过长也极易将已浇注的混凝土带离模型边沿。这些情况均会减小构件表面的密实度和减少其抗拉强度[4]。因此，为防止这种情况的发生，一方面要正确选择振捣器，确保其能将整块混凝土充分振捣均匀。另一方面，要保证有足够的振动时间和频率。同时还要注意振动棒的使用，如果振动棒松动，漏振，就会使拌和料不能与粗骨料充分混合，形成局部密实区，从而造成板面龟纹。

1.5 水灰比不当导致坍落度偏大引起裂缝

在混凝土的制作中水灰配比对建筑有很大的影响。随着水灰比的增大，一方面增加了用水量，另一方面也增加了拌和用水的水泥用量。水泥用量增加后，其胶凝材料活性降低，降低了抗渗能力；同时由于水泥浆的稠度增大后易离析并沉入底部而造成泌水通道增多；另外随着用水量增加后，单位体积内砂率减少即砂子数量减少，因而减少了骨料间的黏结力以及石子和粗集料的界面结合力[5]。以上诸多因素均会使强度下降而导致开裂。

1.6 模板支撑不牢固导致出现裂缝

浇筑混凝土时，如果支架刚度不够，或者支设方法不正确，就会导致梁、板等受弯构件发生挠曲变形，使箍筋与主筋产生相对滑移，从而导致出现竖向贯通性裂缝。因此，对于梁、板类受弯构件来说，应严格按规范要求设置临时支撑。当采用木模板时，应合理安排立柱间距及位置；当采用钢模或定型组合钢模时，应对其进行除锈刷油处理后安装就位[6]。此外，还要保证预埋件的位置正确以及埋件的深度符合要求。否则很容易致使混凝土产生裂缝。

1.7 钢筋保护层厚度不足

在实际工程中经常发现，当采用薄筋大直径的粗骨料（即通常所说的二级配），且水泥标号较低时，极易造成钢筋保护层厚度不足而出现纵向和横向贯通性裂缝。其原因有：①粗骨料粒径过大，导致水泥浆不能充填其空隙。②细骨料级配过细，致使砂浆中的石子含量过多，使砂浆稠度增大，不易包裹在已绑扎好的钢筋上面[7]。为避免此类情况发生，应选用较细的颗粒状粗骨料（如卵砾石等），并适当加大水灰比，同时要提高水泥标号。此外还应注意加强养护工作。

2 建筑钢筋混凝土施工裂缝的处理方法

2.1 灌浆法处理混凝土裂缝

对混凝土裂缝的处理是建筑工程施工中非常重要的工作，尤其是对建筑工程整体质量有非常大影响。处理裂缝最根本的目的是为了提高结构的耐久性，满足结构设计要求，保证结构安全及使用寿命，使裂缝产生的影响降到最低。目前我国针对混凝土裂缝处理技术已经取得了一定发展，相关人员针对不同类型、不同原因裂缝提出了诸多解决方案。当前应用比较广泛的一种施工方法就是灌浆法，这是目前应用较为广泛的方法，这种方法对结构损伤小，可有效防止混凝土破坏以及吸收水分等特点。灌浆法可以有效解决建筑混凝土裂缝问题并保证工程质量。施工时需要根据裂缝情况采取相应处理措施以及浆材，通常情况下灌浆方法主要有以下3 种：①对表面不规则裂缝进行修补。②对贯穿裂缝进行灌浆。③对于因应力集中出现的裂缝进行灌浆处理。

2.2 严格按施工工艺进行，及时维修出现裂缝的部位

在施工中，要保证对结构物的正确定位，防止偏心受压现象的发生。对于一些较长的现浇混凝土工程，应合理设置沉降缝及伸缩缝。对于一些重要建筑部位，可采取加强支护处理措施来防止裂缝的产生。当发现裂缝后应及时进行处理并做好记录，以利于以后类似工程的借鉴和参考。对有缺陷的结构，必须及时修复。对已出现的细小微细裂纹可用环氧树脂胶封闭。如果裂缝较大，则须先清除表面浮灰、油污等杂物，然后刷涂环氧胶液，再粘贴纤维布增强防水效果，待完全固化后再做表面装饰工作。对于较大的贯穿型缝隙，一般需凿除原基层墙体，再用环氧树脂胶填塞。由于该种方法操作较为复杂且成本较高，故目前多用于重要建筑物上。当结构物处于正常运营期（包括长期闲置）时，为避免雨水渗入引起锈蚀，可在表面涂刷一层防锈漆。如果出现严重损坏的构件，如梁柱节点处或墙板连接处的严重漏筋，应将其拆除，重新灌筑新浆，确保整体性的同时，还要注意保护钢筋。对已浇筑的工程，要加强养护，特别是早期养护，避免高温高湿，降低环境温度，减少空气湿度。

2.3 正确选用和搭配原材料

在建筑中，合理选用原材料能够很大程度地预防混凝土裂缝的产生。根据设计要求，选择合适的配合比，严格控制水泥用量，提高抗渗等级，确保拌和物的密实性。选择合适的原材料就需要选择合适的水泥品种。对于一些特殊的水泥，例如快硬性高强度的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等等，这些材料的抗弯强度高且耐磨损能力较强。不过这类材料的价格也相对较贵。一般家庭中使用的普通型水泥就可以满足需求了。除此之外还需要控制好水灰比，严格按配合比要求配制混凝土。除此之外还应该选用适当的细骨料（碎石）与粗骨料（卵砾），控制好砂率及含泥量。使用前必须经过充分湿润和冲洗干净，不得含有有机杂质等有害物质。根据不同用途选用合适的钢筋种类、规格及数量。

2.4 控制好养护条件

控制好建筑水凝土的养护条件也有助于预防混凝土产生裂缝。水泥水凝土在养护过程中，由于水泥水凝土的硬化时间较长，所以需要保证其温度和湿度。如果温度过高或者过低，都会导致其强度降低、出现裂缝等情况；如果空气湿度过小或者过大，则会导致其表面产生龟裂现象。因此要严格控制好混凝土的养护环境。另外还要注意避免混凝土受冻以及防止阳光暴晒等影响。水凝土虽然具有防水、防油污等特性，但并不是所有的环境都适合使用。在施工时要注意，在室内装修过程中，应尽量减少灰尘和沙粒的进入。如果出现灰尘或者沙粒，应该及时用干抹布擦干净。同时要避免将水洒在表面，否则会影响其美观度。此外还应注意保持通风良好，防止潮湿空气渗入里面去。在高温季节施工时，宜采用覆盖保湿养护的方法；低温季节宜采用保温保湿养护方法；温度变化较大的地区，宜采取临时覆盖防寒法；炎热夏季不宜浇水降温，以免引起温度急变导致开裂。

2.5 加强钢筋与混凝土的连接工作，控制拆模时间

为防止由于温差造成的收缩变形过大而导致的混凝土出现裂缝问题发生的话，我们可以在钢筋上涂抹一层水泥浆或者使用塑料薄膜包扎等措施来减少收缩变形量并通过合理设置沉降缝，来保证其宽度和位置满足要求防止裂缝的产生。其次就是需要控制拆模时间。一般宜采用先支模板再拆模的办法（即先支承重墙模板，然后拆除次要的非承重墙体模板）。这样可有效避免因拆模过早而出现的温度应力集中而导致结构破坏的情况发生。

2.6 特殊法预防裂缝产生

施工过程中，应避免在结构受拉区进行凿毛、钻芯及灌浆。对有防水要求的部位，应先做好防水层再实施后续施工。对已浇筑好的结构表面，不得随意剔凿和修补。对于现浇楼面或地面等混凝土结构表面出现的细小裂缝、收缩缝、温度缝等缺陷，可采取贴布法处理。在施工前，先清理基层表面，然后采用环氧树脂胶泥进行抹平找平。待胶泥干燥后（一般24h），将专用网格布沿裂缝处贴敷，用刮刀压实。在施工中要保证网格布与混凝土基面的充分接触和搭接宽度不小于10mm，并保持一定的张力。为防止网片被拉断而影响黏结力以及保证其平整度及牢固程度，可在网格网上铺一层塑料薄膜作为保护层；也可采用涂刷水泥砂浆的办法来加强黏结强度。

3 结语

随着我国城市化进程的不断加快，建筑物越来越多，钢筋混凝土结构应用得越来越广泛，混凝土裂缝问题也日益严重。混凝土结构在硬化过程中，由于水泥水化、凝结、收缩等物理作用，使内部产生拉应力。同时因水分蒸发，体积收缩，形成压应力。当拉力和压力超过一定数值时就会引起表面微细裂缝。不管是结构设计还是施工工艺上都要引起足够重视，只有在工程施工中采取有效的控制措施才能保证钢筋混凝土结构中裂缝问题不发生。混凝土裂缝是建筑结构中常见的质量通病之一，不仅影响建筑物的整体美观和耐久性，而且严重威胁着工程的安全使用。因此，如何控制混凝土的施工质量，减少或避免裂缝的出现，成为每个建筑工程项目部必须重视的问题。研究混凝土裂缝形成原因并对其进行有效处理对于建筑物的使用寿命和使用质量具有重要意义。