建筑工程施工中混凝土裂縫成因與預(yù)防策略研究

蘇高偉

（太原市第一建筑工程集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001）

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)生活的各個(gè)方面對(duì)建筑工程的質(zhì)量也提出了更高的要求。目前混凝土工程施工中存在很多問題。混凝土開裂是嚴(yán)重影響建筑工程質(zhì)量和施工安全的問題。為解決這一問題，在實(shí)際工程施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)各環(huán)節(jié)管理，不斷提高施工技術(shù)水平，才能提高工程的整體質(zhì)量。

1 建筑工程混凝土裂縫的危害

在實(shí)際工程中，一旦出現(xiàn)裂縫，將嚴(yán)重影響工程的整體進(jìn)度。其主要影響因素是建筑周圍環(huán)境溫度?？諝夂退貪B入裂縫。長期以來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋受腐蝕，混凝土且被碳化，造成混凝土結(jié)構(gòu)性能下降，從而影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量。由于裂縫產(chǎn)生越來越多，影響到整個(gè)工程的質(zhì)量，所以，如果裂縫產(chǎn)生后不加以處理，裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展，進(jìn)而影響后續(xù)施工。此外，混凝土裂縫會(huì)大大降低建筑物的整體強(qiáng)度，隨著混凝土裂縫的不斷發(fā)展，其強(qiáng)度也會(huì)不斷降低。開裂部位也在不斷移動(dòng)，導(dǎo)致開裂次數(shù)增加。隨著建筑物整體穩(wěn)定性的逐步降低，變形量會(huì)逐漸增加，從而帶來嚴(yán)重的安全隱患［1］。

2 建筑工程施工中混凝土裂縫的成因

混凝土是現(xiàn)代技術(shù)的重要組成部分?，F(xiàn)在混凝土裂縫問題很普遍，施工中出現(xiàn)的裂縫問題就是我們?cè)谑褂眠^程中采取了各種有效措施后，仍然存在著裂縫。研究發(fā)現(xiàn)，混凝土裂縫不可接受的溫度張力對(duì)其性能有重要影響。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，混凝土整體溫度應(yīng)力和穩(wěn)定性的控制至關(guān)重要。其中，溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)整體耐久性的影響最為顯著，主要表現(xiàn)為：溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)整體耐久性的影響值得關(guān)注［2］。

2.1 混凝土溫度應(yīng)力引起的裂縫

混凝土在凝結(jié)過程中，會(huì)散發(fā)很大的水化熱，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度持續(xù)升高，表面張力產(chǎn)生。由于混凝土原有結(jié)構(gòu)部分的限制，在后期使用中，結(jié)構(gòu)在冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部拉力，當(dāng)拉力超過混凝土抗裂強(qiáng)度時(shí)，表面拉力會(huì)增加。一般而言，如果水泥用量為350-550kg/m3，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大裂縫，混凝土中的水分蒸發(fā)后，就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。也就是說，溫度應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要因素，在控制過程中，溫度壓力變化較大，基本上可以對(duì)裂縫進(jìn)行控制［3］。

2.2 混凝土原材料質(zhì)量問題引起的裂縫

混凝土材料是由水泥、砂、石、水和摻合料組成的，這些材料的加入和質(zhì)量對(duì)工程的整體質(zhì)量有重要影響。水泥混凝土施工過程中，對(duì)產(chǎn)品信息不了解，不能及時(shí)交工驗(yàn)收，不能儲(chǔ)存水分，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的砂子，材料性能不合格，使用粗、細(xì)砂不合理，粗骨料粒徑控制不嚴(yán)，集料配比不達(dá)標(biāo)。水泥受潮或時(shí)間過長，收縮增大，水灰比難以檢測(cè)。當(dāng)砂土表面含泥量超過規(guī)定要求時(shí)，粘結(jié)力會(huì)持續(xù)下降，使結(jié)構(gòu)性能不能滿足工程要求，從而產(chǎn)生裂縫。

2.3 混凝土攪拌與溫度控制存在問題而造成裂縫

造成這種現(xiàn)象的原因有：首先是混凝土攪拌質(zhì)量控制問題、澆筑設(shè)計(jì)不符合要求、流速過快，先澆筑混凝土的速度過快，易造成水泥材料釋放較多熱量，產(chǎn)生裂縫；其次是環(huán)境溫度超過規(guī)定要求，在夏季施工時(shí)，直接導(dǎo)致材料溫度過高，造成裂縫；再其次是攪拌時(shí)間超過規(guī)定要求，導(dǎo)致混凝土材料發(fā)生分層離析；最后是環(huán)境溫度過低，導(dǎo)致混凝土大面積收縮。澆筑前對(duì)結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行加固，會(huì)引起結(jié)構(gòu)的整體收縮問題，使結(jié)構(gòu)受力增強(qiáng)，產(chǎn)生裂縫［4］。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)與運(yùn)輸存在問題而造成裂縫

在運(yùn)輸混凝土材料時(shí)，容易出現(xiàn)離析等問題，從而造成結(jié)構(gòu)裂縫?？紤]到結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，包覆或起坡不及時(shí)等因素。澆水養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，濕度不符合養(yǎng)護(hù)技術(shù)要求，且灑水控制不嚴(yán)。外部過早開裂，造成內(nèi)部作用受限，表面干縮，產(chǎn)生裂縫［5］。

3 建筑工程施工中混凝土裂縫的預(yù)防和治理

3.1 合理控制溫度

溫度會(huì)導(dǎo)致建筑內(nèi)的混凝土開裂。一般來說，澆筑混凝土的最佳溫度是低于28℃。若每日溫度較高，且平均溫度超過30℃，則應(yīng)合理安排好時(shí)間，合理安排澆筑順序。澆筑應(yīng)該在晚上或者溫度較低的早晨進(jìn)行。另外，必須提供足夠的人力、設(shè)備和機(jī)械來滿足混凝土的施工要求。當(dāng)溫度超過35℃時(shí)，當(dāng)天停止施工，混凝土攪拌必須停止，噴水冷卻，使混凝土的實(shí)際溫度降至最低［6］。

3.2 支模控制裂縫措施

模板工藝工作是混凝土結(jié)構(gòu)施工中的第一道工序，因此要對(duì)機(jī)器的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。為了避免混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題，應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。該模板能加速散熱，保證模板支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生移動(dòng)、滑移等問題。為確保相鄰構(gòu)件形成完整的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)盡可能縮短相鄰構(gòu)件的工作時(shí)間，提高結(jié)構(gòu)性能。

3.3 入料、攪拌、運(yùn)料控制裂縫措施

混凝土中原材料的復(fù)試、水灰比等參數(shù)直接影響到工程的質(zhì)量，也影響到裂縫的產(chǎn)生。在投入之前要嚴(yán)格控制砂、石、水泥的質(zhì)量。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)組織專業(yè)人員取樣，確定合格的配合比例參數(shù)。在攪拌過程中要嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，攪拌時(shí)間過短或過長都會(huì)影響物料的性能，現(xiàn)場(chǎng)與堆場(chǎng)的距離應(yīng)以15-20min為宜［7］。

3.4 放料、振搗控制裂縫措施

入料時(shí)應(yīng)充分考慮環(huán)境因素。晝夜溫度應(yīng)分別控制在25℃和16℃。溫度差過大，將嚴(yán)重影響物料的質(zhì)量，為保證出料時(shí)物料的一致性，在出料時(shí)應(yīng)遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：流速應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。澆筑后，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼駬v，確保材料符合標(biāo)準(zhǔn)的均勻度。

3.5 溫度控制裂縫的措施

溫度裂縫是導(dǎo)致混凝土開裂的主要原因。為了降低斷裂速度，必須嚴(yán)格控制材料的施工溫度，確保溫度負(fù)荷達(dá)到要求。此時(shí)要采取以下措施：一是材料溫度在30℃～36℃之間，混凝土內(nèi)部溫度不能超過50℃；二是在高溫條件下，個(gè)別厚度要減至最小。這時(shí)，應(yīng)合理利用澆筑熱排。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，應(yīng)采取保濕措施；三是用冷水冷卻砂礫，確保澆筑溫度在合適的范圍內(nèi)；在混凝土集料中加入一定量的增塑劑，以充分控制水泥材料的含量；四是選擇澆筑時(shí)的冷卻方式，即在澆筑時(shí)，向混凝土表面噴灑冷水，使其冷卻，以避免因結(jié)構(gòu)溫度過高而產(chǎn)生裂縫。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，環(huán)境的選擇非常重要，以確保混凝土的澆筑工藝在早上和晚上都可以進(jìn)行，并根據(jù)當(dāng)天的環(huán)境做出決策。此時(shí)，可合理地進(jìn)行連續(xù)施工。

3.6 養(yǎng)護(hù)預(yù)防裂縫措施

若環(huán)境溫度和濕度不符合要求，將直接影響整體強(qiáng)度。在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制環(huán)境溫度和濕度參數(shù)，使水泥完全水化，以保證混凝土質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，混凝土表面應(yīng)覆蓋草皮簾，保持水分，人工澆水濕潤，以保持表面張力。當(dāng)環(huán)境溫度濕度超過90%時(shí)，避免開裂很重要；然而，在夏季，如果環(huán)境溫度過高，表層水汽過快，則需要有效地濕潤養(yǎng)護(hù)。

4 建筑工程施工中混凝土裂縫的預(yù)防控制

4.1 合理選擇混凝土施工技術(shù)

不同的混凝土施工工藝，其施工質(zhì)量和強(qiáng)度也存在一定的差異。因此在混凝土施工前，應(yīng)選擇合適的混凝土施工工藝，在施工中應(yīng)注意以下質(zhì)量控制要點(diǎn)，并根據(jù)建筑工程的總體設(shè)計(jì)要求，確定具體部位。砂漿、混合料及水泥應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)，了解混凝土本身的工作性能及強(qiáng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，及時(shí)調(diào)整水泥用量，了解混凝土的承載能力及整體耐久性，選擇合適的混凝土澆筑方法，有效提高混凝土的澆筑質(zhì)量。高溫時(shí)，建議使用低溫水和延遲攪拌，以保證混凝土正常工作?；炷涟韬狭蠎?yīng)根據(jù)混凝土的熱量蒸發(fā)規(guī)律，調(diào)節(jié)混凝土的初凝速率，并選擇適當(dāng)?shù)募羟泄に嚒Ｒ话愣?，混凝土?nèi)外溫差較大時(shí)，應(yīng)有效控制施工質(zhì)量要求，防止混凝土開裂。

4.2 對(duì)成型的混凝土要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

隔熱是混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它不僅可以有效地降低塊體內(nèi)外溫差，而且還可以減輕塊體本身的荷載，因此在混凝土施工中應(yīng)引起高度重視。絕熱成型混凝土可有效減少內(nèi)外溫差，減緩冷卻速度，降低溫度差。另外，它還有利于混凝土的強(qiáng)度和應(yīng)力釋放，能使混凝土材料表面出現(xiàn)裂紋，起到塑性收縮緩沖作用。因此，建議對(duì)混凝土材料進(jìn)行保護(hù)，特別是在下雨、下雪的情況下，同時(shí)加強(qiáng)施工人員的組織，使防雨、防雪設(shè)備能覆蓋地面；同時(shí)注意保證雨水不會(huì)進(jìn)入地基，影響混凝土的連續(xù)性，最終影響工程的質(zhì)量［8］。

5 結(jié)語

在進(jìn)行施工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分析裂縫的產(chǎn)生因素，在混凝土施工中采取切實(shí)可行的預(yù)防措施，嚴(yán)格控制各方面的影響因素，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了加強(qiáng)裂縫控制，提高工程質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步，結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行了分析。如果混凝土發(fā)生爆裂，將嚴(yán)重影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，影響后期的使用，并降低建筑物的耐久性。在施工過程中，要不斷提高施工技術(shù)水平，合理控制施工速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理地震引起的裂縫，避免裂縫進(jìn)一步惡化，給工程帶來更大影響。