簡(jiǎn)述建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與措施

張友軍

摘要： 國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速增長(zhǎng)，推動(dòng)著我國(guó)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，盡管近些年來(lái)我國(guó)各大城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建筑如雨后春筍般拔地而起，但在此過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題影響著整體建筑水平，其中混凝土開裂是建筑行業(yè)最重要的共性問(wèn)題。為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，提升我國(guó)建筑質(zhì)量，就必須首先明確混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，再有針對(duì)性的采取有效措施予以避免和解決。本文闡述了混凝土工程中常見的裂縫類型以及裂縫成因，并重點(diǎn)提出了幾點(diǎn)防治措施，希望能為我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

Abstract： The rapid growth of the national economy has promoted the vigorous development of China's construction industry. Although the construction of major cities and townships in China has mushroomed in recent years， there are also some problems in this process and affect the overall level of construction， in which concrete cracking is the most important common issue in the construction industry. In order to effectively avoid this phenomenon and improve the building quality in China， we must firstly clarify the causes of concrete cracks， and then take targeted and effective measures. This article describes the types of cracks commonly found in concrete projects and the causes of cracks and proposes several key prevention and control measures， hoping to contribute to the development of China's construction industry.

關(guān)鍵詞： 建筑工程；混凝土；裂縫成因；防治措施

Key words： construction engineering；concrete；causes of cracks；prevention measures

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）12-0159-03

0 引言

為了把好建筑工程質(zhì)量關(guān)，防止混凝土裂縫，建筑人員就必須明確溫度、材料、工藝、養(yǎng)護(hù)等因素對(duì)混凝土建筑的影響，采取合理控制施工流程、控制澆筑溫度、加強(qiáng)材料配比等手段，確保每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都能滿足建筑要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在施工過(guò)程中應(yīng)多觀察，通過(guò)科學(xué)分析總結(jié)施工時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，并制定合理解決方案，為建筑質(zhì)量的提升提供有力保障。

1 混凝土建筑中常見的裂縫類型

1.1 干縮裂縫

通常來(lái)講，混凝土在完成澆筑后的一個(gè)星期以及養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間，混凝土容易發(fā)生干縮裂縫。這主要是因?yàn)椋酀{中的水分會(huì)隨著時(shí)間的變化漸漸蒸發(fā)，進(jìn)而造成干縮，這種干縮是一種必然狀態(tài)，不可逆且不可避[1]。混凝土的表面及內(nèi)部的水分蒸發(fā)程度不同，會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生不同的變形，比如，混凝土表面受時(shí)間、溫度、降水等條件的影響，水分的損失速度很快，變形程度也相對(duì)較大；而混凝土內(nèi)部受外部條件的影響較小，水分不會(huì)發(fā)生太大變化，變形程度也相對(duì)較小。而混凝土發(fā)生干縮變形會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫。盡管混凝土干縮是不可避的，但施工人員可以通過(guò)合理調(diào)配水灰比、外加劑用量以及集料性質(zhì)等手段，最大限度減少干縮的發(fā)生。

1.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在完成澆筑尚未凝結(jié)之前，由于表面失水過(guò)快而發(fā)生的收縮。這種收縮往往在大風(fēng)或者干熱的天氣比較容易出現(xiàn)。塑性收縮造成的混凝土裂縫一般呈現(xiàn)出中間寬、兩端窄的不連貫狀態(tài)，且裂縫長(zhǎng)短不一。水灰比、凝結(jié)時(shí)間、溫濕度、風(fēng)速等因素是造成混凝土塑性收縮裂縫的主要原因。

1.3 溫度裂縫

通常來(lái)講，大體積混凝土表面更容易發(fā)生溫度裂縫，此外，溫差較大的地區(qū)也是溫度裂縫的高發(fā)區(qū)域。混凝土完成澆筑后進(jìn)入硬化階段，在此過(guò)程中，水泥會(huì)發(fā)生水化產(chǎn)生大量水化熱，致使混凝土的內(nèi)部溫度升高，甚至可達(dá)70℃以上。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的最大抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土便會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種現(xiàn)象多見于混凝土施工的中后期。

2 混凝土裂縫成因分析

2.1 混凝土原材料因素

混凝土是由水泥、砂、石、水等多種材料按照一定比例組合而成的復(fù)合材料，任何一種原材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，都有可能造成混凝土裂縫。

①粗骨料對(duì)混凝土裂縫的影響。若粗骨料中泥的含量過(guò)高，混凝土的收縮便會(huì)隨之加大，那么在塑形階段，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫；若粗骨料的級(jí)配達(dá)不到相應(yīng)要求，就會(huì)造成混凝土內(nèi)部孔隙增多，混凝土一旦承受較大荷載，其內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)就會(huì)使得裂縫產(chǎn)生。

②水泥對(duì)混凝土裂縫的影響。盡管科技水平的發(fā)展使得我國(guó)水泥生產(chǎn)走向了更加現(xiàn)代化的優(yōu)質(zhì)發(fā)展之路，但在建筑工程施工過(guò)程中卻存在著水泥細(xì)度越大則強(qiáng)度越高的誤區(qū)，這種誤區(qū)嚴(yán)重影響著混凝土的質(zhì)量。事實(shí)上，水泥細(xì)度越大，其水化反應(yīng)的速度也就越快，混凝土內(nèi)部便會(huì)發(fā)生快速的升溫反應(yīng)，進(jìn)而造成混凝土內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，最終導(dǎo)致內(nèi)部開裂。與此同時(shí)，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度會(huì)隨著水泥強(qiáng)度的增高而加大，過(guò)大的混凝土強(qiáng)度會(huì)使得脆性增加，導(dǎo)致開裂。

③外加劑與摻合料對(duì)混凝土裂縫的影響。相較于傳統(tǒng)的混凝土，現(xiàn)代混凝土的外加劑組成成分明顯增多，若沒能合理選擇外加劑和摻合料，則很容易造成混凝土的收縮加大，進(jìn)而增加混凝土前期的開裂幾率。

2.2 混凝土配合比因素

混凝土是由多種原材料組成的混合材料，為了確保其使用功能滿足相應(yīng)要求，就必須加強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)，確保每一種原材料的比例準(zhǔn)確。在建筑工程建設(shè)過(guò)程中存在這樣一個(gè)誤區(qū)，混凝土強(qiáng)度越高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)，越持久耐用。但實(shí)際上，混凝土強(qiáng)度的提升往往是以破壞其某一項(xiàng)特性為代價(jià)，比如強(qiáng)度的提升造成脆性增強(qiáng)。當(dāng)前建筑行業(yè)混凝土配合比主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題：首先，水泥用量過(guò)大。正如上文所說(shuō)，過(guò)大的水泥用量，會(huì)使混凝土的水化反應(yīng)的速度加快，導(dǎo)致內(nèi)部快速升溫，產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，最終導(dǎo)致內(nèi)部開裂。其次，用水量不合理。在組成混凝土的所有材料當(dāng)中，水確保了混凝土了勻質(zhì)性和和易性，用水量對(duì)于混凝土的坍落度有著直接而重要的影響。因此，應(yīng)在混凝土配合比設(shè)計(jì)中充分考慮水的用量。

2.3 環(huán)境因素

混凝土具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，因而施工地的環(huán)境因素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響。混凝土在澆筑、凝固、硬化過(guò)程中，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)溫度發(fā)生變化時(shí)，其結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土本身的抗裂強(qiáng)度難以承受這種溫度應(yīng)力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂。通常來(lái)講，混凝土裂縫的寬度會(huì)隨著溫度的變化而變化，并且這種變化較為明顯，肉眼即可直接觀察到。而建筑工程中所使用的鋼筋一旦遭受腐蝕或火災(zāi)的侵害，其表面將受到較大侵蝕，這也會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫[2]。

2.4 收縮運(yùn)動(dòng)因素

混凝土完成澆筑后會(huì)進(jìn)入凝固階段，而凝固實(shí)際上就是混凝土發(fā)生收縮運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，在此期間不可避免地會(huì)受到水分蒸發(fā)等外界因素的干擾，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自由收縮，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不同程度的裂縫。比如，混凝土在收縮凝固的過(guò)程中，鋼筋會(huì)阻擋其下沉，其周邊便會(huì)出現(xiàn)裂縫。再如，混凝土在攪拌、運(yùn)送過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生水分的蒸發(fā)，若這一過(guò)程持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其含水量就會(huì)幾乎完全蒸發(fā)掉，此時(shí)再進(jìn)行混凝土的澆筑便會(huì)出現(xiàn)層次各異的坍落度，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。

3 混凝土施工裂縫的防治措施

3.1 注重材料選擇與配合比

原材料的質(zhì)量直接影響著混凝土的質(zhì)量，因此，施工單位應(yīng)在原材料的選購(gòu)上把好入場(chǎng)關(guān)，確保每一種材料的質(zhì)量都符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和使用要求，比如集料含泥率、水泥強(qiáng)度、骨料級(jí)配等。水泥是混凝土的必備材料，在選購(gòu)時(shí)應(yīng)選取終凝時(shí)間長(zhǎng)、水化熱低的，并在混凝土拌制過(guò)程中，依據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)要求，科學(xué)控制水灰比。此外，對(duì)于外加劑和摻合料的選擇應(yīng)確?？茖W(xué)性與合理性，例如，同時(shí)使用緩凝劑和高效減水劑，不但能降低水泥用量和用水量，為施工單位節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，還能有效促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的提升，避免裂縫的產(chǎn)生。另外，如在混凝土配制過(guò)程中使用了吸收率較大的骨料，混凝土的干縮性也會(huì)隨之加大，此時(shí)可將適量粉煤灰加入到混凝土中，避免滲水問(wèn)題的產(chǎn)生，進(jìn)而防治混凝土裂縫。

3.2 改善優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免選用強(qiáng)度過(guò)高的混凝土材料，而是合理選擇中低強(qiáng)度的混凝土材料，此外，也可通過(guò)增加承臺(tái)表面鋼筋用量的方式避免混凝土開裂。在實(shí)際施工過(guò)程中，為了避免溫度因素對(duì)混凝土造成的影響，可進(jìn)行永久式伸縮設(shè)計(jì)。除此之外，在進(jìn)行建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際勘察，了解其氣候條件、地質(zhì)環(huán)境等實(shí)際情況，以便積極采取有效措施、設(shè)計(jì)科學(xué)方案，降低混凝土在施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫的可能性。需要注意的是，在施工過(guò)程中，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)抗力會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷變大，這種增長(zhǎng)會(huì)在前期表現(xiàn)比較明顯，但在齡期達(dá)到28天之后這種增長(zhǎng)值會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)變小，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)抗力也會(huì)日益接近設(shè)計(jì)要求。而在使用過(guò)程中，抗力變化在前期表現(xiàn)并不明顯，但隨著時(shí)間的變化，混凝土漸漸發(fā)生碳化，鋼筋逐漸被腐蝕，結(jié)構(gòu)抗力也會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

3.3 加大混凝土澆筑過(guò)程中的監(jiān)管力度

為了避免混凝土在建筑工程施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫，施工人員首先應(yīng)明確結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)裂縫的位置以及裂縫的間距，此外需確定混凝土的一次澆筑量以及澆筑時(shí)間。如上文所述，混凝土的泌水性使其容易發(fā)生塑性收縮，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，因此，施工人員應(yīng)在混凝土初凝和終凝期間，對(duì)其表面進(jìn)行二次壓抹處理。在進(jìn)行樓層建筑時(shí)，在混凝土完成澆筑的一天期限內(nèi)，僅可進(jìn)行定位、測(cè)量、彈線等準(zhǔn)備工作，不可開展施工材料的吊卸工作，以免對(duì)混凝土造成沖擊震動(dòng)，影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，造成開裂。通常情況下，混凝土在完成澆筑24小時(shí)后，方可進(jìn)行小型施工材料的吊卸，但要輕卸輕放，放置時(shí)也應(yīng)分散處理。完成澆筑3天后，才可以正常開展樓層墻板或樓面模板的支模作業(yè)[3]。為了使混凝土的剛度和抗沖擊能力得到有效提升，最大限度減少?gòu)椥宰冃蔚陌l(fā)生，可以采取將舊木板鋪設(shè)在新澆筑混凝土表面的方式擴(kuò)散應(yīng)力，進(jìn)而減少裂縫。

3.4 對(duì)成型混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

注意混凝土施工過(guò)程中的保溫養(yǎng)護(hù)，對(duì)于防治混凝土裂縫意義重大，它不但能夠降低混凝土澆筑塊體內(nèi)外的溫差值，也能降低其自身的約束應(yīng)力?；炷翝仓瓿赡坛尚秃螅瑧?yīng)繼續(xù)采取保溫措施降低塊體的內(nèi)外溫差，這不但能使溫度應(yīng)力減小，也能增大混凝土強(qiáng)度，更好的發(fā)揮應(yīng)力松弛作用，從而確?；炷涟l(fā)生干裂后不會(huì)造成大面積的塑性收縮。與此同時(shí)，應(yīng)加大對(duì)混凝土材料的養(yǎng)護(hù)力度，特別是在雨雪等極端天氣條件下，應(yīng)使用遮雨布或搭建防雨棚，避免材料雨水受潮或凝結(jié)；同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)排水建設(shè)，以免雨水流入基坑致使混凝土的澆灌連續(xù)性受到負(fù)面影響，為建筑工程的整體施工質(zhì)量提供有力保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)雖取得了較大程度的發(fā)展，但建筑工程依然存在混凝土裂縫的問(wèn)題，這不但對(duì)建筑物的抗?jié)B能力和使用功能產(chǎn)生了極其不利的影響，還會(huì)導(dǎo)致鋼筋侵蝕、混凝土碳化，使得建筑物的耐久性和承載能力明顯下降。因此，施工人員應(yīng)不斷完善混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)優(yōu)選原材料、科學(xué)制定配合比以及加強(qiáng)混凝土澆筑監(jiān)管和養(yǎng)護(hù)力度等手段，避免混凝土在施工過(guò)程中及建筑工程投入使用后產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而保證工程質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)的大發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王琳娜，李亞川. 淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2017（1）：230.

[3]高新，郭蕾.淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].河南建材，2014（6）：153-154.