建筑工程混凝土裂縫成因及控制技術(shù)

杜愛(ài)國(guó)

（陜西建工第六建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000）

裂縫是影響混凝土施工質(zhì)量的主要質(zhì)量缺陷，引發(fā)混凝土裂縫的因素有很多，包括：溫度、原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、施工操作不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等。裂縫是建筑工程混凝土施工中常見(jiàn)的質(zhì)量通病，對(duì)建筑工程施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、使用壽命等方面皆有嚴(yán)重的影響。由于混凝土中有水泥的存在，水泥遇水后會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，釋放出大量的水化熱，如果得不到及時(shí)釋放，就會(huì)形成裂縫。因此，混凝土裂縫是客觀存在的，很難從根本上得到有效解決,只能通過(guò)一系列控制技術(shù)進(jìn)行抑制。

1 建筑工程混凝土裂縫的成因

1.1 溫度影響

在混凝土施工中一旦外界溫度與混凝土自身溫度發(fā)生較大變化，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，如果在變形中受到鋼筋、模板、預(yù)埋構(gòu)件等因素的限制，就會(huì)形成相互作用力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土自身的極限抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)形成溫度裂縫。在建筑工程混凝土施工中形成溫度應(yīng)力的形式主要有兩種：一種是在大體積混凝土澆筑時(shí)，水泥水化熱會(huì)釋放出熱量，混凝土的體積發(fā)生膨脹，當(dāng)受到外部因素限制時(shí)就會(huì)形成應(yīng)力作用，從而形成裂縫；另一種是混凝土在固化過(guò)程中，如果內(nèi)部溫度和外界溫度的差距超過(guò)25℃，就會(huì)形成溫度應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生混凝土裂縫。

1.2 原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

在建筑工程混凝土施工中，往往需要用到大量混凝土，因此，混凝土的質(zhì)量直接決定了建筑工程的總體質(zhì)量。在混凝土配制過(guò)程中，如果水泥、級(jí)配碎石、添加劑等質(zhì)量不合格，在混凝土澆筑施工也會(huì)形成裂縫。比如：如果水泥的安定性不達(dá)標(biāo)，會(huì)降低氧化鈣的氧化速度，不但會(huì)影響混凝土的凝固效率，也不利于混凝土強(qiáng)度的提升。如果碎石的級(jí)配不均勻，則會(huì)導(dǎo)致水泥和水的用量比例發(fā)生變化，難以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在使用過(guò)程中就會(huì)形成裂縫。

1.3 收縮影響

混凝土在固化過(guò)程中，根據(jù)收縮形式的不同，可分為兩種情況，一種是縮水收縮，另一種是塑性收縮。發(fā)生縮水收縮的主要原因是混凝土在固化過(guò)程中，表層水分在太陽(yáng)光照、風(fēng)吹、環(huán)境干燥的環(huán)境中發(fā)生提前干涸，但內(nèi)部水分發(fā)揮的比較慢，在混凝土表面形成收縮力，內(nèi)外收縮力不一致從而形成拉應(yīng)力，超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生裂縫。而混凝土的塑形收縮主要發(fā)生在混凝土施工中，混凝土配制完成后在5～15 小時(shí)內(nèi)化學(xué)反應(yīng)比較劇烈，并逐步形成分子鏈，水分損失必將嚴(yán)重，如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，水分補(bǔ)給不及時(shí)，就會(huì)形成塑性收縮裂縫。

2 建筑工程混凝土裂縫處置措施

混凝土工程實(shí)體表面裂縫對(duì)混凝土工程的剛度、強(qiáng)度、整體性有一定影響，嚴(yán)重時(shí)甚至對(duì)建筑工程的安全性、穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。因此，為確保建筑工程能安全使用，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫就必須采取合理的措施進(jìn)行處理，避免引發(fā)更大安全問(wèn)題。目前在混凝土裂縫處理中常用的措施有以下幾種：

2.1 表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是目前建筑工程混凝土裂縫處理中常用的方法，主要應(yīng)用在裂縫相對(duì)穩(wěn)定，并且不會(huì)對(duì)建筑工程的承載力造成較大影響的裂縫處理。具體做法為：在裂縫表面涂抹水泥砂漿或高標(biāo)號(hào)混凝土澆筑、環(huán)氧膠泥等材料，避免空氣中的水分和有機(jī)物進(jìn)入裂縫內(nèi)部腐蝕鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)，影響建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 結(jié)構(gòu)加固法

結(jié)構(gòu)加固法主要應(yīng)用裂縫的存在影響到混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性時(shí)，增加混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，提升穩(wěn)定性。具體做法為：在混凝土裂縫角部外包型鋼，然后通過(guò)預(yù)應(yīng)力法或者粘貼鋼板加固的方法對(duì)裂縫做加固處理。也可以通過(guò)噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)的方法來(lái)對(duì)混凝土做加固處理，從而達(dá)到修補(bǔ)裂縫，避免裂縫進(jìn)一步發(fā)展的目的。

2.3 灌漿嵌縫封堵法

如果混凝土裂縫對(duì)建筑工程的整體性有影響，并且對(duì)防滲漏有較高要求的建筑工程，可采用灌漿嵌縫封堵法對(duì)裂縫進(jìn)行全面處理。具體做法為：利用專業(yè)設(shè)備把膠結(jié)材料注入混凝土裂縫中，對(duì)裂縫進(jìn)行封堵，膠結(jié)材料硬化后可以與周圍的混凝土形成一個(gè)整體，提升混凝土工程的穩(wěn)定性。常用的膠結(jié)材料有：環(huán)氧樹(shù)脂、水泥漿液等。

3 建筑工程混凝土裂縫控制技術(shù)

有的混凝土裂縫是客觀存在的，很難從根本上得到有效規(guī)避，控制混凝土裂縫是要以預(yù)防為主，降低后期混凝土裂縫修補(bǔ)時(shí)人力、物力的消耗量。因此需要根據(jù)裂縫的成因選擇與之相適應(yīng)的裂縫控制措施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的有針對(duì)性控制，常用的裂縫控制技術(shù)有以下幾種：

3.1 針對(duì)溫度引發(fā)裂縫的控制技術(shù)

為避免溫度對(duì)裂縫的影響，在建筑工程具體施工建設(shè)中，要降低水泥用量，或選用水化熱低的水泥，也可通過(guò)改善混凝土中骨料級(jí)配的方法，或加入適量的外加劑的方法來(lái)控制水化反應(yīng)。并合理控制混凝土的澆筑溫度，夏季混凝土施工中，要采用深井水，或者在混凝土配制時(shí)對(duì)碎石骨料等進(jìn)行灑水降溫處理，以達(dá)到降低混凝土澆筑時(shí)溫度的目的。此外，還要合理控制混凝土澆筑的厚度，并進(jìn)行均勻振搗，提升水化熱釋放速率，混凝土澆筑完成后立即進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，確保表面的濕潤(rùn)性，為混凝土固化提供良好的環(huán)境。如果在冬季施工，則要對(duì)裸露在空氣中混凝土做蓄水、覆蓋等保溫措施，避免混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引發(fā)裂縫。

3.2 針對(duì)混凝土原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)引發(fā)裂縫的控制技術(shù)

在混凝土配制時(shí)要對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢查，包括：水泥的標(biāo)號(hào)、砂石級(jí)配和含泥量、外加劑等。盡量選擇水化熱低的水泥，比如：粉煤灰水泥、火山灰水泥等。如果存在粗配料，則要使用級(jí)配良好并且粒徑較大的材料，碎石和砂的含泥量控制在1%以下，針片狀的碎石含量要控制在15%以下。如果條件允許，還要加入適量的超細(xì)礦粉，以達(dá)到潤(rùn)滑和減水的目的。在混凝土配制過(guò)程中選擇合理的外加劑，既能降低水資源的使用量，也可以提升混凝土的工作性能、抗壓能力和抗?jié)B透能力，從而達(dá)到合理控制裂縫產(chǎn)生的目的。

3.3 針對(duì)塑性收縮引發(fā)裂縫的控制技術(shù)

針對(duì)塑性收縮裂縫的控制技術(shù)為：當(dāng)混凝土澆筑振搗完成后，立即用塑料薄膜布或棉氈進(jìn)行覆蓋，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，根據(jù)外界溫度、濕度、風(fēng)力的變化合理調(diào)整灑水次數(shù)和灑水量，為混凝土固化提供充分的水資源支持。此外，在混凝土配制時(shí)要滿足混凝土和易性和可泵性的需求，合理控制坍落度。

3.4 針對(duì)縮水收縮裂縫的控制技術(shù)為：降低混凝土的坍落度，在保證混凝土泵送性和實(shí)際用量需求的基礎(chǔ)上，降低水資源的使用量，保證混凝土拌合的均勻性，在卸料時(shí)要進(jìn)行20～30s 高速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后反轉(zhuǎn)卸料，提升混凝土拌合的均勻性，保證施工質(zhì)量，降低裂縫發(fā)生的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

裂縫是混凝土施工中常見(jiàn)的質(zhì)量通病，對(duì)建筑工程施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、使用的安全性等都有非常重要的影響。因此必須根據(jù)裂縫成因的不同，選擇與之相適的控制技術(shù)和處理措施，才能合理控制裂縫的危害，提升建筑工程施工質(zhì)量。