建筑混凝土施工裂紋預(yù)防技術(shù)分析

張慧明 周麗峰 光明鐵道控股有限公司

1 前言

改革開放以來，人們的生活水平顯著提高，物質(zhì)需求及精神追求的缺口持續(xù)擴(kuò)大，對于住房質(zhì)量提出全新的要求及標(biāo)準(zhǔn)。與其他行業(yè)相比，建筑行業(yè)占據(jù)著眾多行業(yè)極其重要的地位及作用，特別是建筑工程質(zhì)量受到越來越多從業(yè)人員的關(guān)注及重視。混凝土作為建筑工程中最為常用的施工材料，其澆筑環(huán)節(jié)深受各種因素的影響而出現(xiàn)裂紋等問題的可能性。

同時，材料供應(yīng)商受利益驅(qū)動，提供的建筑材料出現(xiàn)質(zhì)量方面問題，因而埋下施工質(zhì)量隱患，導(dǎo)致建筑工程混凝土施工作業(yè)期間出現(xiàn)裂紋，破壞建筑工程外在美觀性并且大大縮短工程使用年限。由此可見，施工單位應(yīng)全面分析建筑混凝土施工裂紋的產(chǎn)生原因及具體形式，采取相應(yīng)的解決措施避免產(chǎn)生各種裂紋。鑒于此，本文針對建筑混凝土施工裂紋預(yù)防技術(shù)的研究具有重要現(xiàn)實意義。

2 建筑混凝土施工裂紋預(yù)防的常見類型

2.1 干縮裂紋預(yù)防

混凝土干縮裂紋大多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的時間段內(nèi)，還有少部分會在整體混凝土澆筑完成的一周后出現(xiàn)裂隙。

由于水泥砂漿的特殊性，在混凝土澆筑過程中，它會隨著水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，并且其具有不可逆特征[1]。在此，導(dǎo)致出現(xiàn)干縮裂紋的主要原理，是由于混凝土內(nèi)外部水分蒸發(fā)速度不一致，有時還會因為表面長時間得不到處理，發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象。

而干縮裂紋主要分為兩種：平行線、網(wǎng)狀，形狀較淺且細(xì)，寬度一般在0.05mm～0.2mm之間，尤其在大體積混凝土表面建設(shè)中，干縮裂紋情況更為嚴(yán)重。造成混凝土表面干縮現(xiàn)象的因素很多，最為常見的就是混凝土中的水灰比例使用不當(dāng)，或者材料、外加劑添加量與實際情況不符導(dǎo)致，這些問題都會增大干縮現(xiàn)象的發(fā)生概率（如圖1所示）。

圖1 混凝土干縮裂紋

2.2 塑性收縮裂紋預(yù)防

在混凝土實際施工中，引發(fā)塑性收縮裂紋的原因，是受到混凝土表面快速失水的效應(yīng)影響，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的收縮。在此，由于外界環(huán)境的影響，如干熱、大風(fēng)等天氣，這些都是影響混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的因素，最終出現(xiàn)塑性收縮裂紋。就裂紋整體來看，塑性收縮裂紋主要集中在中間寬、兩端細(xì)的情況中，且程度不同，如混凝土結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定引發(fā)的塑性收縮裂紋現(xiàn)象[2]。

總的來說，引發(fā)混凝土出現(xiàn)塑性收縮裂紋問題的原因與濕度、環(huán)境溫度密切相關(guān)。因此，在預(yù)防塑性收縮裂紋過程中，施工人員需采用強(qiáng)度高的硅酸鹽水泥材料，因為它具有干縮性小特點，可以有效預(yù)防混凝土發(fā)生收縮、裂紋等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

此外，施工人員還要嚴(yán)格控制混凝土水灰比例問題，在實際施工過程中，可適當(dāng)加入水劑，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，預(yù)防裂紋的出現(xiàn)（如圖2所示）。

圖2 混凝土塑性收縮裂紋

2.3 沉陷裂紋預(yù)防

在混凝土實際施工過程中，容易受到重力的影響，由于凝固初期的流動性較強(qiáng)，所以質(zhì)量大的混凝土顆粒就會受到較強(qiáng)的重力，下沉到混凝土結(jié)構(gòu)地層，促使質(zhì)量小的混凝土顆粒留在表面，最終導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)嚴(yán)重的分層現(xiàn)象，引發(fā)下沉式的裂紋。與此同時，混凝土的鋼結(jié)構(gòu)也會對混凝土顆粒的沉降產(chǎn)生影響，因此，鋼筋越多的地方，混凝土越容易發(fā)生沉降，出現(xiàn)大面積裂紋。

3 建筑混凝土施工裂紋產(chǎn)生的原因

3.1 樁基結(jié)構(gòu)

建筑的樁基結(jié)構(gòu)質(zhì)量不僅決定了建筑整體的穩(wěn)固狀態(tài)，更是裂紋形成的重要原因。樁基混凝土結(jié)構(gòu)如果存在裂紋問題，則會影響建筑工程的整體質(zhì)量水平，甚至埋下安全隱患，構(gòu)成安全威脅[3]。尤其是當(dāng)樁基結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑成型后，建筑施工人員更難加以修理，裂縫的范圍和深度也會越來越嚴(yán)重，終將造成建筑的局部坍塌。

另外，在樁基施工現(xiàn)場的落實程度，以及施工人員的操作行為也會影響樁基混凝土結(jié)構(gòu)水平。

3.2 建筑材料

除了施工結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)，建筑工程的材料質(zhì)量也會影響混凝土施工質(zhì)量。若材料質(zhì)量無法得到保障，在混凝土施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)裂紋的情況，甚至直接出現(xiàn)局部坍塌的問題[4]。

并且，就當(dāng)前混凝土施工的整體情況來看，一部分施工單位的質(zhì)量管理意識淡薄，疏于對材料的質(zhì)量審核，使不符合施工要求的混凝土材料進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場，進(jìn)一步引發(fā)施工問題。

3.3 混凝土配比

在建筑混凝土施工中，混凝土自身的配比度如果存在不合理情況，同樣會出現(xiàn)裂紋以及后期收縮和坍塌現(xiàn)象，特別是當(dāng)混凝土構(gòu)成中的石灰與水分不精確時。

隨著建筑工程施工水平進(jìn)入新時代，許多施工人員會選擇增加石灰和水分的比例，雖然高比例石灰和水分能加大混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪性和強(qiáng)度，但澆筑時也會帶進(jìn)來更多氣泡，使建筑的負(fù)載能力受到影響，當(dāng)氣泡、孔洞在建筑混凝土結(jié)構(gòu)的密度達(dá)到一定程度時，就會出現(xiàn)裂紋，甚至導(dǎo)致坍塌，對住戶的人身安全構(gòu)成威脅。

3.4 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

造成混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋的原因還有，當(dāng)施工后期對混凝土養(yǎng)護(hù)時，由于施工人員的養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，尤其是大體積的混凝土澆筑中，工程量較大，需要澆筑的面積較多，部分施工人員不能澆筑到所有位置，同時還沒有采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，最終導(dǎo)致混凝土表面濕度不夠[5]。再加上隨著水泥水化產(chǎn)生大量熱能，混凝土出現(xiàn)裂紋和回縮現(xiàn)象，尤其在晝夜溫差過大的環(huán)境中極易發(fā)生。

另外，在澆筑后如果不能及時采取保溫或散熱措施，裂縫出現(xiàn)的概率會更大，還有混凝土面上的積水如果未能及時處理，也會出現(xiàn)收縮或板層裂紋的問題影響工程質(zhì)量。

4 建筑混凝土施工裂紋預(yù)防技術(shù)分析

4.1 干縮裂紋預(yù)防

目前，產(chǎn)生混凝土干縮裂紋的主要原因，是混凝土的后期養(yǎng)護(hù)及澆筑不到位造成的，其產(chǎn)生機(jī)理是水泥漿中的水分在快速蒸發(fā)的過程中，水分大量流失，建筑混凝土結(jié)構(gòu)在內(nèi)外壓力的作用下，會出現(xiàn)大面積干縮裂紋。但影響混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生干縮裂紋的因素較多，往往都與混凝土內(nèi)部和表層水分的蒸發(fā)有很大關(guān)系，特別是當(dāng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外表層的水分蒸發(fā)速度、程度差別越大時，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變、干縮和裂紋的情況也會越突出[6]。

不僅如此，人為的外部因素也會影響裂紋的形成和混凝土表現(xiàn)。因此，施工單位在開展干縮裂紋預(yù)防工作時，先結(jié)合建筑工程施工的實際情況，充分考慮施工作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中的溫度、濕度特點，盡可能選擇不易收縮的水泥材料，例如，常用的中低熱水泥或粉煤灰水泥。

在選擇此類收縮量較小的水泥材料時，還要注意到水用量的問題，通過嚴(yán)格控制水泥的用量配比，適當(dāng)施加減水劑，以確保水泥的含水量，滿足混凝土澆筑施工的要求。還可以在混凝土材料中摻加細(xì)顆粒、高活性的細(xì)磨礦渣或硅粉，以進(jìn)一步改善混凝土界面的微結(jié)構(gòu)，全面減少泌水造成的裂紋情況，不斷提高結(jié)構(gòu)的密實度，增強(qiáng)混凝土體積的穩(wěn)定性，提升抗裂性能。

4.2 塑性收縮裂紋預(yù)防

與混凝土的干縮裂紋不同，塑性收縮裂紋產(chǎn)生的原因主要是混凝土表面快速失水，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到收縮影響。特別是在季節(jié)、氣候和天氣原因影響下，夏季的高溫干熱或春秋的大風(fēng)干燥天氣，都會使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的變化，進(jìn)而收縮裂紋的出現(xiàn)概率也會逐步上升[7]。就裂紋形成的機(jī)理和表現(xiàn)來看，收縮裂紋長短、深度不一，而且中間寬、兩端細(xì)，因此，混凝土結(jié)構(gòu)的整體會呈現(xiàn)出裂紋斷斷續(xù)續(xù)的特點。

由于混凝土塑性收縮裂紋產(chǎn)生的主要原因是環(huán)境的溫度和濕度，為了降低裂紋的發(fā)生，施工人員應(yīng)選擇高強(qiáng)度的硅酸鹽水泥材料，借助硅酸鹽水泥較小的干縮性，有效控制混凝土結(jié)構(gòu)的塑性收縮和裂紋。另外，現(xiàn)場作業(yè)人員還要加強(qiáng)對水灰比的控制，尤其是在后期澆筑的處理中，應(yīng)準(zhǔn)備好草墊或塑料薄膜，加強(qiáng)對溫度和濕度的控制，防止出現(xiàn)塑性收縮裂紋。

4.3 沉陷裂紋預(yù)防

建筑工程混凝土施工產(chǎn)生沉陷裂紋的作用機(jī)理相對復(fù)雜，施工人員應(yīng)從工程現(xiàn)場的各個方面入手，才能有效預(yù)防沉陷裂紋[8]。就大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)的施工來看，產(chǎn)生沉陷裂紋的大部分原因都離不開地基土質(zhì)的問題，例如：土質(zhì)結(jié)構(gòu)的松軟程度不夠，土質(zhì)不均勻，施工現(xiàn)場建筑回填密度未能滿足混凝土施工要求以及進(jìn)水積水沉降等問題。

因此，施工作業(yè)人員在開展預(yù)防沉陷裂紋的工作時，針對性地改善土壤密度，加強(qiáng)夯實與加固處理，不斷提高工程模板的剛度、強(qiáng)度和抗剪性，為后續(xù)的混凝土施工提供有力保障。

除此之外，還要嚴(yán)格控制混凝土澆筑環(huán)節(jié)的質(zhì)量，避免發(fā)生地基浸泡的現(xiàn)場，就模板拆除的工作，也要嚴(yán)格遵照模板拆除順序進(jìn)行規(guī)范操作。除了土壤結(jié)構(gòu)和土質(zhì)密度，混凝土結(jié)構(gòu)也會受化學(xué)反應(yīng)的影響產(chǎn)生裂紋，所以施工單位應(yīng)充分考慮施工的需要，注意選擇堿活性反應(yīng)程度較低的砂石骨料進(jìn)行拌合，以有效預(yù)防沉陷裂紋。

4.4 嚴(yán)格挑選原材料

在施工開始之前，需要嚴(yán)格挑選并檢測原材料?；炷林械闹饕煞种粸樗?，其質(zhì)量能夠直接影響混凝土的質(zhì)量，因此，必須嚴(yán)格管控水泥的合格率。

首先，在采購水泥的時候，需要對相關(guān)廠家進(jìn)行嚴(yán)格篩選[9]。同時，要求廠家對每次生產(chǎn)的水泥出具相關(guān)的合格證明，從而使原材料在根本上得到有效的保障。

其次，在混凝土配制的過程中，需要嚴(yán)格把控混凝土用水，杜絕利用生活污水進(jìn)行混凝土配制的現(xiàn)象，這樣可以解決污水中雜質(zhì)對混凝土強(qiáng)度的影響，從而緩解混凝土裂紋的發(fā)生，使配制完成的混凝土符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

最后，需要對水泥和石子的配比加以嚴(yán)格控制，杜絕私自更改相關(guān)比例的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而為混凝土質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)提供保障。

4.5 后期養(yǎng)護(hù)

在實際施工過程中，當(dāng)混凝土施工完成后，隨著時間的推移，混凝土結(jié)構(gòu)中的泥漿水分會隨之蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形成不可逆干縮現(xiàn)象。所以，要想更好的保證混凝土施工質(zhì)量，還要加強(qiáng)對混凝土后期的養(yǎng)護(hù)工作。當(dāng)混凝土澆筑完成后，需在混凝土表面鋪設(shè)一層保護(hù)膜，通過定期的灑水養(yǎng)護(hù)，確保混凝土及早進(jìn)入完全凝固狀態(tài)。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展，對各類建筑施工的多樣化要求也越來越高，混凝土裂紋作為建筑施工最常見的情況，施工企業(yè)為了保證工程質(zhì)量，應(yīng)采取有效的混凝土裂紋預(yù)防手段。通過充分把握混凝土施工裂紋產(chǎn)生的原因，掌握常見的施工裂紋預(yù)防技術(shù)和綜合預(yù)防技術(shù)，不斷提高建筑工程混凝土施工的質(zhì)量，確保為企業(yè)帶來更多經(jīng)濟(jì)效益。