建筑工程施工中混凝土裂縫的成因和治理研究

朱德志 西曰兵 山東瑞升建筑集團有限公司

1 前言

建筑工程的質量關乎著建筑的總體安全，尤其是混凝土工程中常見的裂縫問題，如不采用合理的預防與治理方法則后患無窮。因此，混凝土工程的施工技術人員應提前對建筑施工中可能出現的混凝土裂縫類型進行分析，依據成因，通過科學防治避免裂縫的出現，達到提高建筑工程質量的目的，或者在出現混凝土裂縫后，采用積極的治理方法，降低建筑安全隱患。

2 建筑工程中混凝土裂縫分類與原因

因混凝土本身抗拉強度較低且大部分時間暴露在室外，受長期外部環境因素與荷載的影響，導致混凝土結構容易出現開裂的現象?；炷灵_裂不僅影響建筑外觀，也會導致建筑在后期使用過程中耐久度持續下降，縮短使用壽命。因此對混凝土裂縫的類型與原因展開分析，能夠最大限度地保障建設安全，并深入了解混凝土開裂的本質。從裂縫時間上可分為早期、中期與晚期裂縫，經過對混凝土裂縫綜合分析后，得出了各裂縫產生的具體時間（表1）。早期裂縫是施工中出現較多的類型之一，其原因可能與早期混凝土的狀態、性能參數等有關（圖1）。而中后期混凝土裂縫出現的原因則多受外部環境影響而出現了荷載的變化。

表1 混凝土裂縫的分類與出現的具體時間

圖1 混凝土早期裂縫各參數的不同變化過程

倘若對混凝土開裂的原因進行劃分，常見的裂縫分類如圖2所示，包括荷載裂縫、收縮裂縫、溫差裂縫以及施工不當造成的裂縫等，本文著重對收縮裂縫、沉降裂縫、荷載裂縫以及施工裂縫的成因進行分析，并有針對性地提出治理措施。

圖2 混凝土裂縫形成原因

3 不同類型的混凝土裂縫成因與治理措施

3.1 收縮裂縫

收縮裂縫較為容易理解，當混凝土在硬化過程中受外界環境因素的影響造成混凝土體積縮小，雖體積不?？s小但也會受到外界的約束，若收縮量超過了拉應變的極限，會導致混凝土開裂，混凝土收縮開裂過程中相關影響因素較多，如干燥收縮、塑性收縮等。（1）收縮裂縫的成因。①干燥收縮裂縫?；炷猎跀嚢柽^程中自然會摻入較多的水分，尤其是早期的混凝土，但受外界環境的改變，水分會有所蒸發引起混凝土體積縮小。其原因可能與混凝土毛細孔蒸發后產生的收縮以及混凝土中含有的凝膠體吸附了大量水分造成。大部分產生收縮裂縫的時間為完成混凝土養護后的7d內，此時混凝土完成澆筑后尚未及時做好養護工作，但同時又受到了外界環境的干擾，如風吹日曬等，導致其表面水分過快流失，而混凝土內部因濕度變化小，則表面與內部之間所形成的約束力不均，出現裂縫。②塑性收縮裂縫。塑性收縮也是收縮裂縫中常見的類型，也因混凝土表面失水過多而產生。完成混凝土澆筑后，當遇大風或干熱的天氣時則會導致混凝土較容易出現收縮而導致裂縫。造成該裂縫的原因主要與施工結束后未及時對混凝土表面覆蓋，受環境的影響使表面快速失去大量水分，造成毛細管中產生的負壓較大使混凝土出現收縮現象，直至混凝土終凝過程其強度始終較低，導致最終因失去對外力的抵制而出現裂縫。（2）收縮裂縫的治理措施。①加強對混凝土原料的選擇與控制。首先是對骨料的選擇。通常，混凝土收縮及水泥漿體收縮與骨料在混凝土中的限制性作用有關，一般骨料大小、含水泥量等均會影響混凝土自身的收縮。為此，應選擇粒徑較大且含泥量少的骨料，更利于對混凝土裂縫的控制。倘若混凝土中加入細骨料，則細度模數應符合混凝土標準，以減低骨料之間的孔隙率，大大降低混凝土的收縮。其次對水泥的選擇。施工人員應了解水泥融入水的過程中，若用水量加大，則水灰的比例會相對較高，且收縮也會加大。因此，應結合不同的施工條件與建筑特點采用合適的水泥。最后是對摻合料和外加劑的選擇。外加劑的加入可以改變混凝土性能，如在混凝土中加入減水劑，在降低實際用水量后導致混凝土中的水灰比降低；若在混凝土中加入粉煤灰摻合料時，則會提高水泥的密實性，使混凝土耐久性更高。②積極改善施工工藝。施工工藝對混凝土裂縫的產生有直接關系。因此，應該對施工工藝加以改善。比如可以按照施工配比合理添加水泥量，并控制拌和水的用量；同時還應合理控制混凝土振搗時間，過長或過短都會影響混凝土密實度；若振搗時間過長，則混凝土更易分層導致開裂。此外，在完成混凝土澆筑后，應及時做好混凝土養護工作，保持混凝土表面濕潤度，具體方法包括覆蓋塑料薄膜或均勻灑水等。

3.2 沉降裂縫

（1）沉降裂縫的成因。沉降就是由于建筑在建設的過程中，因天然原因或人為作用導致的地基下沉。因本身土壤的性質不同，會導致承載建筑的力量不同，同時土壤中土層分布的厚度也存在不均勻現象，由此地基下沉的程度會有所不同，地基在不均勻下沉的過程中，勢必造成拉應力和剪應力變化，建筑物薄弱的地方則會因力的影響出現裂縫。（2）沉降裂縫的治理措施。由沉降而導致的裂縫可在混凝土施工前對其進行預防，能夠避免裂縫的出現。施工前，對建筑物的地基進行勘察，在設計過程中充分考慮建筑物的剛度，應盡量避免建筑物較為薄弱的地方。設計時做到“放”與“抗”相結合，“放”就是建筑物的剛度設計應小一些，確保地基發生變形時能夠與結構相適應；“抗”是指整體提高建筑物的剛度，使建筑的上層結構可以承載來自地基沉降而出現的內力，從而減少或消除裂縫的出現。

3.3 荷載裂縫

混凝土澆筑完畢后，從硬化前直至硬化后會承受來自外界的不同荷載，倘若混凝土拉應力明顯超過抗拉強度時，混凝土就會出現不同程度的裂縫。當前建筑工程在施工的過程中最常使用的是普通混凝土，所以抗拉強度會稍差一些，更容易出現荷載裂縫。（1）荷載裂縫的成因?；炷猎跀嚢璧倪^程中，由于各種原料的性質不同，會使混凝土內部出現孔隙還有微裂紋，若混凝土正常使用，沒有受到外界的任何荷載作用，內部即便出現孔隙或微裂紋也不會對混凝土造成較大的影響；但一旦受到外界的荷載作用，混凝土內部的孔隙或微裂紋則會逐漸擴展，最終在混凝土表面形成了肉眼可見的不同裂縫。此外，對現澆筑混凝土來說，結構本身還會承載在工程施工中而出現的動荷載，若承受的荷載混凝土在未硬化后就進行拆模，容易使混凝土受到拉應力作用而出現表面裂縫，如“田字型”裂縫。（2）荷載裂縫的治理措施。①施工監督與原料的選擇。因荷載裂縫的出現大部分均是由施工質量和混凝土超過拉應力而導致，因此在建筑施工過程中，應對混凝土澆筑過程開展細致而全面的監督，確保施工質量符合要求或質量更高。此外，對混凝土原料的選擇也至關重要，如原料本身質量差，最終所形成的混凝土質量必定受到影響。例如，水泥的細度和穩定性是否符合建筑需求、砂子和石子的含泥量等，只有保證原料質量符合國家建筑施工安全標準，才能確?；炷猎谑褂玫倪^程中因原料問題而出現的裂縫。由于混凝土在施工過程中也會出現荷載的情況，施工人員也應盡量控制好荷載。②適當添加外加劑。原料是保證混凝土不出現裂縫的關鍵因素，但單純使用原料則會導致混凝土因其他外界因素影響而出現裂縫的風險，因此可以考慮在混凝土中適當加入一些外加劑或者摻合料等，如較常使用的抗裂劑、減水劑等，都能不同程度地提高混凝土的抗裂性能。③禁止在混凝土結構上施加荷載?！疤镒中汀绷芽p出現的原因大多是在混凝土結構上添加了荷載，因此在建筑施工過程中，當混凝土結構強度無法達到設計標準強度時，應禁止在結構上添加任何荷載，即便達到了設計標準，為了減少或避免裂縫的出現，也要盡量避免施加荷載。

3.4 施工裂縫

施工裂縫是混凝土裂縫中最常出現的一種裂縫。因混凝土在施工過程中會經歷由最初的原料選擇-合適配比-實施澆筑-最終養護多個步驟，每一個步驟其實都有固定的規范。但在實際的施工中因受環境、人為因素或機械等多種因素影響，導致最終形成的混凝土尚不能夠完全符合相關規定而出現不同程度的裂縫。常見的施工裂縫類型如建筑裂縫、澆筑裂縫、接槎裂縫以及養護裂縫。

（1）施工裂縫的成因。不同的施工裂縫類型其成因也不相同，其成因大致分為以下幾個方面。①原料的選擇。原料的選擇與混凝土最終的質量標準有直接關系。如水泥的穩定性不佳，使混凝土體積出現膨脹導致裂縫的出現；粗骨料作為混凝土中的重要原料，如粗骨料的摻量不當或質量不符合標準，會使混凝土內部出現氣泡或微裂紋，影響混凝土的外觀。此外，原料中的礦物摻合料以及外加劑的添加也是裂縫成因的重要因素。②配合比設計。由混凝土在配比的過程中設計不合理所造成裂縫。如水膠比的添加、用水量以及摻合料的含量等都會導致配比量的不同，而最終形成的混凝土在澆筑后產生施工裂縫。③運輸控制。澆筑前運輸的控制工作是施工裂縫產生的關鍵因素。施工人員若在運輸過程中未對混凝土配合比以及強度等級加以確認，沒有明確檢查具體的運輸時間以及測量混凝土的坍落度與擴展度等，都會對澆筑過程造成不同的影響。④養護工作?；炷恋酿B護工作是保證混凝土不出現裂縫的關鍵。如果硬化后未及時采取相應的養護措施，將直接導致混凝土出現裂縫或影響混凝土的裂縫程度。（2）施工裂縫的治理措施。①做好原料的質量控制。若想從根本上有效治理施工裂縫，首先應做好原料的質量控制。如水泥品種和強度的選擇，應根據混凝土設計和施工要求等加以確定，盡量選擇水凝強度高且細度小的水泥，以提高混凝土的強度；對于粗骨料的選擇則應控制好粒徑，盡量選擇與水泥黏性好的碎石，以便更好地控制裂縫。一般不選用卵石作為粗骨料，因黏性較差，澆筑后的建筑更易出現裂縫；摻合料可以選擇礦渣或煤粉，因其活性較好，更容易控制混凝土的收縮，減少裂縫的發生。②配合比設計更加精準。積極做好原料的配合比設計，混凝土配合比應符合國家規定的建筑實施標準，并且按照實際工程所處的環境以及需要，提升混凝土強度等級和耐久等。③做好運輸控制工作。運輸控制工作是完成混凝土澆筑前的重要工作。因此施工人員需加強重視。在澆筑前，再次確認混凝土的送料單。核對原料的配合比，確定好混凝土的強度等級，做好混凝土坍落度和拓展度的測定工作，才可以實施澆筑工作。運輸過程中時間的長短也會影響到混凝土的質量，若長時間的運輸過程中混凝土不能一直攪拌，會造成混凝土凝結或攪拌不均，最終導致澆筑的質量受到影響，進而出現混凝土裂縫現象。④做好混凝土硬化后的養護工作。養護工作是有效保證混凝土質量的關鍵，任何建筑工程在混凝土硬化過程中，都會制定詳細的養護方案，根據建筑所處環境及設計有針對性地進行養護，并由專人負責。一般混凝土在澆筑后都要進行保濕養護，如均勻的灑水或涂抹養護劑等。其次應做好養護工作，最為常見的就是利用塑料布進行覆蓋，或在塑料布上另加麻袋或草簾等，并在其表面灑水保濕，避免因養護工作不當造成的混凝土裂縫。若遇見大風干燥的天氣，則應利用防風帶約束。

4 結束語

建筑施工過程中混凝土裂縫作為影響建筑質量的關鍵性因素，施工人員及建筑單位應予以重視，避免對預見性混凝土裂縫而不加以干預和處理，導致建筑在投入使用后出現安全隱患，對企業和使用者造成不同程度的損失。應結合不同的建筑物以及環境等相關因素，對建筑工程中常見的混凝土裂縫類型以及成因進行綜合分析，從而有針對性地提出預防與治理辦法，最大程度上避免混凝土在澆筑后出現裂縫現象，提高建筑的總體質量，進一步促進建筑企業的可持續發展。