建筑工程中混凝土裂縫控制與防治分析

吳向前

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

建筑工程混凝土裂縫問題會嚴重影響建筑結構，其強度和耐久性也會有所降低。如何控制裂縫、預防裂縫的產生是技術人員和施工人員需要著重考慮的問題?？紤]到混凝土裂縫產生的原因具有多樣性，應結合建筑施工實際情況對控制要點進行明確。因此，本文結合具體工程施工案例，對裂縫成因進行分析，并基于成因分析探討裂縫控制與防治技術。

1 案例分析

某建筑工程主體結構為鋼筋框架混凝土結構，高度為26.5m，共計8 層，地下1 層，設計混凝土質量等級為C30，混凝土應用種類為普通混凝土。主體框架施工完成之后，發(fā)現其存在4 條大小不一的裂縫，位置分別位于建筑2 層的底板位置，建筑地下室外墻位置，建筑結構樓板位置，地下室頂板位置[1]。裂縫問題的產生導致混凝土結構防水效果降低，具體裂縫參數如表1 所示。

表1 裂縫參數記錄

2 混凝土裂縫成因分析

2.1 結構設計不合理

建筑工程混凝土裂縫問題產生原因比較多，整體結構設計不合理是導致裂縫問題產生的主要原因之一，該問題的產生會直接導致建筑工程的缺陷，使得混凝土內部出現明顯的裂縫。裂縫的產生是由于結構不穩(wěn)定而使得混凝土主體結構遭受一定的壓力，設計方案未充分考慮實際的工程環(huán)境，導致樓板混凝土澆筑形式、承重墻體剛度增加，承載力無法滿足實際的承載要求，從而使得裂縫問題出現。對案例中的裂縫問題產生的原因進行分析，C 裂縫和B 裂縫產生的主要原因在一定程度上受到結構設計的影響，樓板和外墻的承載力減弱，結構穩(wěn)定性喪失，從而產生裂縫[2]。

2.2 溫度控制不科學

混凝土施工過程中如果溫度控制不當，也會導致裂縫問題的產生。溫度過低會導致混凝土材料的均勻程度有所降低，溫度過高則會導致混凝土的剛度增加，抗應力能力降低。環(huán)境溫度、施工溫度等均會對混凝土材料的性能產生一定程度的影響，從而導致混凝土結構局部位置出現明顯的開裂問題。由于混凝土施工所處的環(huán)境處于動態(tài)變化過程中，溫度可能會產生一定程度的變化，溫度過大而出現膨脹問題，或者溫度過低而產生收縮問題，在較大的溫差環(huán)境下，不斷地收縮和膨脹會影響到混凝土的結構穩(wěn)定性，使得裂縫產生，并可能會不斷的延伸。案例中的D 裂縫深度較小，長度較長，可能是由于溫度控制不科學導致的。

2.3 原材料使用不規(guī)范

混凝土原材料配比會對質量產生一定程度的影響，如果配比不合理會導致混凝土質量較差，在凝固的過程中產生裂縫。混凝土原材料中需要應用到水泥、砂石、骨料、外加劑、水等，通過合理的配比保障混凝土的結構性能穩(wěn)定性，使其可以滿足建筑工程建設的質量要求。配比不當會導致結構的物理性能降低，材料的膠凝效果下降，使得結構裂縫產生。水泥品種、水分含量均是裂縫問題產生的主要影響因素。案例中的混凝土裂縫問題可能由于原材料的配比出現一定程度的偏差，從而產生裂縫[3]。

2.4 鋼筋結構不穩(wěn)定

鋼筋結構作為承載混凝土結構的主體框架，對混凝土的結構穩(wěn)定性會產生直接影響?？紤]到混凝土結構固化過程中以鋼筋框架為依托，如果鋼筋材料發(fā)生一定程度的銹蝕，整個結構焊接不牢固，會導致混凝土在凝固過程中發(fā)生一定程度的形變，框架支撐體系也有所降低，混凝土結構連接位置的穩(wěn)定性也會有所降低。上述案例中對混凝土裂縫問題成因進行分析，發(fā)現A 裂縫和B 裂縫產生位置鋼筋發(fā)生了明顯的銹蝕，腐蝕問題比較嚴重，這導致混凝土結構的穩(wěn)定性有所喪失，這是導致裂縫問題產生的主要原因之一。

2.5 收縮裂縫問題

收縮裂縫是建筑工程混凝土施工比較常見的問題之一，在混凝土凝固后一段時間內，混凝土澆筑完成一周左右，出現長度不一的不規(guī)則裂縫。收縮裂縫是由于混凝土施工后養(yǎng)護不當所導致的，由于材料凝固期間環(huán)境發(fā)生變化，材料內部的水分蒸發(fā)，過快的水分流失速度導致混凝土表面呈現出干燥的問題，表面逐漸干裂，從而出現收縮裂縫問題。環(huán)境的濕度和養(yǎng)護的技術均會對伸縮裂縫產生一定程度的影響。案例中的D 裂縫可能由于養(yǎng)護不當導致。

3 建筑工程混凝土裂縫控制與防治方法

3.1 混凝土裂縫控制方法

3.1.1 設計結構優(yōu)化

混凝土結構設計優(yōu)化是減少裂縫問題產生的主要措施之一，為解決工程建設期間混凝土裂縫問題，需要在設計階段充分考慮建筑結構的科學性與穩(wěn)定性，優(yōu)化建筑結構。案例中的建筑工程項目為中層建筑，用途為住宅，考慮到混凝土強度等級與強度值與建筑結構之間的內在聯系。

其中，Rb是整個電池組的等效內阻，Rc是單個電容模塊的內阻，Cc 是單個電容的電容值，l為電容并聯支路數量與串聯單體數量的比值。

在結構設計中，應對混凝土的軸心抗壓以及抗拉強度進行設計，C30 混凝土強度等級抗壓值為20.1N/mm2，抗拉值為2.01N/mm2。在設計方案中應對混凝土強度的標準值與實際設計值進行對比分析，強度標準應保障在95%以上。在此，為保障混凝土結構強度設計的合理性，應建立建筑工程混凝土結構模型，應用信息技術對設計強度、設計結構進行明確，將設計值輸入模型系統(tǒng)之中，根據數據分析技術找到混凝土結構的薄弱區(qū)域，適當的提高混凝土結構的等級，以模型輸出結果作為結構設計的標準之一。在混凝土結構實際施工過程中，也要參照標準值和設計值，對技術施工方案進行明確，保障混凝土結構的合理性，嚴格按照設計方案對鋼筋的數量以及混凝土的強度進行控制，減少裂縫問題產生的可能性。

3.1.2 加強溫度控制

混凝土施工應在充分調研環(huán)境溫度參數和環(huán)境變化的基礎上進行，切實保障混凝土所處環(huán)境的溫差變化合理，控制高度溫差，尤其是在混凝土澆筑過程中，應將溫度控制在標準的范圍之內。案例中混凝土施工處于3月份，一般部位的混凝土最高溫度應控制在45℃左右，禁止?jié)仓^程中出現超出標準值的情況。由于環(huán)境變化導致混凝土結構發(fā)生一定程度的變化，上層溫差應控制在17℃左右，并嚴格按照《混凝土強度等級設計指標》文件中對溫度的要求，改善混凝土的性能。

具體而言，溫度控制應結合環(huán)境變化情況與施工現場設計情況，制定適宜的溫度控制計劃，預設相應的溫度控制措施，減少凝膠材料水熱化現象的產生，必要時可以通過埋設冷卻水管等方式降低混凝土的溫度。澆筑期間也要盡可能避免溫度出現回升，混凝土暴露時間也要控制，運輸過程中需要做好保溫工作，并適當的使用保溫材料和隔熱材料對其進行保護。通常情況下，混凝土結構裂縫問題產生是由于溫度過高或者溫差過大所引發(fā)的，溫度過低的情況計較少。因此，混凝土結構施工人員應格外注意其不要出現溫差過大或者溫度過高問題，導致混凝土結構裂縫產生。

3.1.3 合理材料配比

3.1.4 重視鋼筋檢驗

鋼筋的質量應滿足要求，需要避免其出現鋼筋結構焊接不牢固或者鋼筋框架出現銹蝕的問題。鋼筋的質量會導致混凝土結構出現裂縫問題，確保鋼筋的規(guī)格參數滿足主體應力支撐的要求，并在投入使用之前對鋼筋進行合理的保存，避免由于空氣中濕度過大或者水分過多、降水等導致鋼筋出現一定程度的銹蝕，使得鋼筋的質量有所下降。鋼筋框架焊接完成之后，對其焊接點的參數進行控制，盡可能保障其質量可以滿足實際要求，確保其整體結構穩(wěn)定，隨后進行混凝土澆筑施工。

3.1.5 加強振搗與養(yǎng)護

在混凝土澆筑過程中，同時要對其進行振搗處理，振搗的過程也會對混凝土的質量產生一定程度的影響，可能導致其出現裂縫問題。混凝土振搗過程中要采用快插、慢拔的方法，切記不要在混凝土中留下相應的孔隙，使得其質量有所下降。每次振搗時間應控制在25s 上下，當觀察混凝土不再下沉、不再出現氣泡時，停止振搗。振搗時間和振搗距離也需要嚴格控制，振搗器應插入混凝土下10cm 位置，實現對混凝土的分層振搗，振搗插入前后間距應控制在40cm 左右，可以減少出現漏振的情況出現。振搗過程中也要避免觸碰到鋼筋主體結構以及工程建設過程中的預埋件等，振搗過程中使用木錘輕輕敲擊模板，并輔助應用鐵釬使得振搗夯實。

振搗嚴格按照技術方案執(zhí)行，完成后應對混凝土進行養(yǎng)護，減少環(huán)境因素、人為因素對混凝土結構質量產生影響，使得其出現伸縮裂縫?；炷琉B(yǎng)護的重點是控制溫度和濕度，使得混凝土結構的硬化程度持續(xù)增長，在水化的作用下提高混凝土的質量。養(yǎng)護期間，相關人員應在混凝土結構表面噴灑一些水分，并使用薄膜覆蓋保護，避免其出現蒸發(fā)量過大的問題出現，按照水分吸收和蒸發(fā)程度，設置噴灑時間以及噴灑周期，待7d 之后或者混凝土完全固化之后，拆除養(yǎng)護裝置。

3.2 混凝土裂縫防治方法

混凝土裂縫問題在建筑工程施工中比較常見，為切實保障建筑工程質量，應盡可能以裂縫預防為主，對混凝土施工程序、施工標準、施工方法等進行控制，但可能由于失誤等問題出現裂縫，則需要采取相應的補救措施，對其進行修復。目前，比較常見的裂縫修復方法有3 種，適用于不同類型的裂縫，具體如下。

3.2.1 表面修補技術

該方法應用比較簡單，在一些比較狹小，對建筑承載力影響較小的裂縫修補中，應用表面修補技術可以節(jié)省一定量的成本，效率也比較高。具體而言，修復過程中將水泥砂漿涂抹在混凝土裂縫區(qū)域，并對裂縫周邊位置進行清理，經過鑿毛情理后，噴灑一定量的水分保持其表面的濕潤程度，隨后將水泥砂漿涂抹在相應的位置，之后對其進行抹光處理。除應用水泥砂漿之外，也可以應用環(huán)氧膠材料對裂縫進行修補，無論使用何種方法，均需要對混凝土表面進行清理，如在處理過程中發(fā)現污染問題，則可以使用二甲苯溶液清洗。修復完成之后使用噴燈，保持結構表面的干燥程度，使得材料在裂縫中與周圍結構連接良好。

3.2.2 灌漿封堵技術

灌漿法針對一些參數較大的裂縫具有廣泛適應性，當混凝土結構中出現影響承載力或結構穩(wěn)定性的裂縫時，可以采取灌漿封堵技術提高結構穩(wěn)定性。該技術在防止結構滲漏以及增加結構穩(wěn)定性上具有積極的作用。具體操作期間，施工人員將壓力裝置對準裂縫位置，利用壓力設備將泥漿注入裂縫之中，當無法進行注漿時，停止作業(yè)。待泥漿在裂縫之中發(fā)生膠結反應凝固之后，與混凝土結構墻形成統(tǒng)一的整體，實現對裂縫的封堵作用，并可以對整體結構進行加固。注漿封堵過程中會應用到環(huán)氧樹脂等化學物質，對于提高泥漿與混凝土結構的凝結效果有著積極的作用。

3.2.3 結構加固技術

結構加固技術是指通過加大混凝土結構橫截面積的方式提升混凝土結構的穩(wěn)定性，該方法輔助應用其他強度較高的設備，將其與混凝土結構結合，同時達成裂縫處理和結構加固的作用。該技術應用考慮到混凝土結構的預應力條件，使用強度較高的鋼板，將其粘貼到裂縫位置上，并在結構上增加支點，提高結構的穩(wěn)定性。該技術應用針對大裂縫具有適用性，本案例中的裂縫參數均比較小，可以采用表面修補技術對其進行處理。

4 結語

綜上所述，混凝土溫度、建筑設計不合理以及原材料質量較差均會導致混凝土出現裂縫，使得建筑工程的質量有所降低。因此，為實現對混凝土裂縫的控制以及防治，必須從配比、施工、養(yǎng)護等階段開始，對混凝土項目工程的各項參數進行控制，減少技術因素、環(huán)境因素等對混凝土質量產生的影響，降低裂縫產生的可能性，當出現裂縫后，也要積極采取科學的補救措施治理裂縫。