建筑混凝土裂縫形成原因及施工處理

家勇杰

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

通過(guò)大量工程實(shí)例研究表明，在所有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，存在著各種形式的裂縫。這些裂縫可分為兩大類：一類是由于材料本身特性引起的，如溫度變化、地基不均勻沉降、基礎(chǔ)變形等；另一類是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷或構(gòu)造不當(dāng)而引起的。由于材料自身特性引起的結(jié)構(gòu)裂縫包括收縮、不均勻沉降等；由于設(shè)計(jì)原因造成的結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫包括應(yīng)力集中、溫度變化、荷載作用等；由構(gòu)造原因造成的結(jié)構(gòu)裂縫包括滑移與彎曲等[1]。產(chǎn)生混凝土裂縫會(huì)降低結(jié)構(gòu)物的耐久性能和使用壽命，因此，施工中必須采取相應(yīng)措施以確保在正常情況下不出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象。

1 建筑混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 混凝土材料導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生

在建筑中，裂縫一般分為溫度裂縫和收縮變形引起的干縮性裂縫兩種。而當(dāng)外部環(huán)境（主要是濕度變化）引起內(nèi)部水分蒸發(fā)，則形成干縮性裂紋。材料的使用和搭配就是引起混凝土產(chǎn)生干縮性裂縫的主要原因之一，例如，由水泥品種使用不當(dāng)造成混凝土裂縫，如用早期強(qiáng)度高的水泥，其凝結(jié)硬化速度較快，容易產(chǎn)生干縮；或用低標(biāo)號(hào)的水泥，因其黏滯性和保水性較差，也容易發(fā)生干縮。所以我們?cè)谶x用混凝土材料時(shí)也應(yīng)謹(jǐn)慎考慮[2]。另外，骨料級(jí)配不當(dāng)也會(huì)有產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。如果粗骨料的粒徑過(guò)大，集料間的摩擦阻力增大，易造成粗集料下沉；砂石級(jí)配不合理，空隙率大；或采用含泥量大的砂石，都會(huì)增加泌水量，降低密實(shí)度，從而影響結(jié)構(gòu)的抗裂性能。后者是因?yàn)榛炷敛牧蠠崦浝淇s、膨脹和收縮導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.2 由外荷載作用和溫度變化引起的裂縫

在外荷載作用下，會(huì)由于結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。外荷載作用引起混凝土裂縫產(chǎn)生的事例有，例如，在地震區(qū)或高烈度地區(qū)，由于地基土液化而發(fā)生地面沉降時(shí)，會(huì)使基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉陷、開(kāi)裂及破壞；在超載情況下（如車輛超載行駛），使路面局部受壓過(guò)大而引起車轍；當(dāng)結(jié)構(gòu)承受過(guò)大的集中壓力時(shí)也會(huì)產(chǎn)生裂縫等。這些情況都可使混凝土表面出現(xiàn)細(xì)小的龜裂現(xiàn)象。另外，溫度的變化對(duì)建筑物也有很大的影響。例如冬季施工中因氣溫降低造成水泥水化熱降低、早期脫水導(dǎo)致強(qiáng)度下降而出現(xiàn)干縮性裂縫；夏天施工時(shí)由于氣溫過(guò)高導(dǎo)致水分蒸發(fā)加快而出現(xiàn)體積收縮引起的溫度收縮性裂縫等[3]。由于溫度變化，混凝土內(nèi)部水分散失，導(dǎo)致混凝土體積膨脹，當(dāng)水泥水化作用不能補(bǔ)償這種膨脹時(shí)，便產(chǎn)生微細(xì)裂縫；在實(shí)際工程中，往往需要同時(shí)考慮以上兩種因素的影響。因此，應(yīng)針對(duì)具體情況采取相應(yīng)的措施來(lái)避免或減少這兩種因素對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度，以延長(zhǎng)其使用壽命。

1.3 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也會(huì)造成混凝土出現(xiàn)裂縫。其中養(yǎng)護(hù)不當(dāng)主要表現(xiàn)在：在早期養(yǎng)護(hù)階段，未對(duì)已澆筑的構(gòu)件采取覆蓋保濕措施。隨著氣溫逐漸升高，空氣濕度不斷加大，使水泥水化速度加快，從而降低其黏結(jié)力。另外在夏季高溫天氣下施工時(shí)，受環(huán)境溫度影響較大。當(dāng)溫度達(dá)到35°C 以上，則強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。若此時(shí)突然遭受雨淋或澆水，將加速水泥水化地進(jìn)行，從而增加內(nèi)應(yīng)力的釋放，容易發(fā)生表面干縮開(kāi)裂。此時(shí)便會(huì)形成混凝土裂縫，如果不及時(shí)處理，久而久之，縫隙便會(huì)越來(lái)越大，難以補(bǔ)救。

1.4 振搗不當(dāng)

澆筑混凝土?xí)r，如果振搗器放置位置不當(dāng)，或者振動(dòng)時(shí)間太短，都會(huì)導(dǎo)致局部密實(shí)度過(guò)低，從而形成微孔道，引起鋼筋銹脹，最終導(dǎo)致出現(xiàn)貫穿性或斜向通長(zhǎng)性縫。若振搗時(shí)間太短，漏斗中的漿體未充滿模板間隙而冒出時(shí)即被抹刀刮下，或因振動(dòng)棒移動(dòng)太快而使部分漿體來(lái)不及下流而被帶起。此外，振搗器移動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)也極易將已澆注的混凝土帶離模型邊沿。這些情況均會(huì)減小構(gòu)件表面的密實(shí)度和減少其抗拉強(qiáng)度[4]。因此，為防止這種情況的發(fā)生，一方面要正確選擇振搗器，確保其能將整塊混凝土充分振搗均勻。另一方面，要保證有足夠的振動(dòng)時(shí)間和頻率。同時(shí)還要注意振動(dòng)棒的使用，如果振動(dòng)棒松動(dòng)，漏振，就會(huì)使拌和料不能與粗骨料充分混合，形成局部密實(shí)區(qū)，從而造成板面龜紋。

1.5 水灰比不當(dāng)導(dǎo)致坍落度偏大引起裂縫

在混凝土的制作中水灰配比對(duì)建筑有很大的影響。隨著水灰比的增大，一方面增加了用水量，另一方面也增加了拌和用水的水泥用量。水泥用量增加后，其膠凝材料活性降低，降低了抗?jié)B能力；同時(shí)由于水泥漿的稠度增大后易離析并沉入底部而造成泌水通道增多；另外隨著用水量增加后，單位體積內(nèi)砂率減少即砂子數(shù)量減少，因而減少了骨料間的黏結(jié)力以及石子和粗集料的界面結(jié)合力[5]。以上諸多因素均會(huì)使強(qiáng)度下降而導(dǎo)致開(kāi)裂。

1.6 模板支撐不牢固導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫

澆筑混凝土?xí)r，如果支架剛度不夠，或者支設(shè)方法不正確，就會(huì)導(dǎo)致梁、板等受彎構(gòu)件發(fā)生撓曲變形，使箍筋與主筋產(chǎn)生相對(duì)滑移，從而導(dǎo)致出現(xiàn)豎向貫通性裂縫。因此，對(duì)于梁、板類受彎構(gòu)件來(lái)說(shuō)，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置臨時(shí)支撐。當(dāng)采用木模板時(shí)，應(yīng)合理安排立柱間距及位置；當(dāng)采用鋼模或定型組合鋼模時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行除銹刷油處理后安裝就位[6]。此外，還要保證預(yù)埋件的位置正確以及埋件的深度符合要求。否則很容易致使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.7 鋼筋保護(hù)層厚度不足

在實(shí)際工程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用薄筋大直徑的粗骨料（即通常所說(shuō)的二級(jí)配），且水泥標(biāo)號(hào)較低時(shí)，極易造成鋼筋保護(hù)層厚度不足而出現(xiàn)縱向和橫向貫通性裂縫。其原因有：①粗骨料粒徑過(guò)大，導(dǎo)致水泥漿不能充填其空隙。②細(xì)骨料級(jí)配過(guò)細(xì)，致使砂漿中的石子含量過(guò)多，使砂漿稠度增大，不易包裹在已綁扎好的鋼筋上面[7]。為避免此類情況發(fā)生，應(yīng)選用較細(xì)的顆粒狀粗骨料（如卵礫石等），并適當(dāng)加大水灰比，同時(shí)要提高水泥標(biāo)號(hào)。此外還應(yīng)注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。

2 建筑鋼筋混凝土施工裂縫的處理方法

2.1 灌漿法處理混凝土裂縫

對(duì)混凝土裂縫的處理是建筑工程施工中非常重要的工作，尤其是對(duì)建筑工程整體質(zhì)量有非常大影響。處理裂縫最根本的目的是為了提高結(jié)構(gòu)的耐久性，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，保證結(jié)構(gòu)安全及使用壽命，使裂縫產(chǎn)生的影響降到最低。目前我國(guó)針對(duì)混凝土裂縫處理技術(shù)已經(jīng)取得了一定發(fā)展，相關(guān)人員針對(duì)不同類型、不同原因裂縫提出了諸多解決方案。當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種施工方法就是灌漿法，這是目前應(yīng)用較為廣泛的方法，這種方法對(duì)結(jié)構(gòu)損傷小，可有效防止混凝土破壞以及吸收水分等特點(diǎn)。灌漿法可以有效解決建筑混凝土裂縫問(wèn)題并保證工程質(zhì)量。施工時(shí)需要根據(jù)裂縫情況采取相應(yīng)處理措施以及漿材，通常情況下灌漿方法主要有以下3 種：①對(duì)表面不規(guī)則裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。②對(duì)貫穿裂縫進(jìn)行灌漿。③對(duì)于因應(yīng)力集中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行灌漿處理。

2.2 嚴(yán)格按施工工藝進(jìn)行，及時(shí)維修出現(xiàn)裂縫的部位

在施工中，要保證對(duì)結(jié)構(gòu)物的正確定位，防止偏心受壓現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于一些較長(zhǎng)的現(xiàn)澆混凝土工程，應(yīng)合理設(shè)置沉降縫及伸縮縫。對(duì)于一些重要建筑部位，可采取加強(qiáng)支護(hù)處理措施來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂縫后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理并做好記錄，以利于以后類似工程的借鑒和參考。對(duì)有缺陷的結(jié)構(gòu)，必須及時(shí)修復(fù)。對(duì)已出現(xiàn)的細(xì)小微細(xì)裂紋可用環(huán)氧樹(shù)脂膠封閉。如果裂縫較大，則須先清除表面浮灰、油污等雜物，然后刷涂環(huán)氧膠液，再粘貼纖維布增強(qiáng)防水效果，待完全固化后再做表面裝飾工作。對(duì)于較大的貫穿型縫隙，一般需鑿除原基層墻體，再用環(huán)氧樹(shù)脂膠填塞。由于該種方法操作較為復(fù)雜且成本較高，故目前多用于重要建筑物上。當(dāng)結(jié)構(gòu)物處于正常運(yùn)營(yíng)期（包括長(zhǎng)期閑置）時(shí)，為避免雨水滲入引起銹蝕，可在表面涂刷一層防銹漆。如果出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的構(gòu)件，如梁柱節(jié)點(diǎn)處或墻板連接處的嚴(yán)重漏筋，應(yīng)將其拆除，重新灌筑新漿，確保整體性的同時(shí)，還要注意保護(hù)鋼筋。對(duì)已澆筑的工程，要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)，避免高溫高濕，降低環(huán)境溫度，減少空氣濕度。

2.3 正確選用和搭配原材料

在建筑中，合理選用原材料能夠很大程度地預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的配合比，嚴(yán)格控制水泥用量，提高抗?jié)B等級(jí)，確保拌和物的密實(shí)性。選擇合適的原材料就需要選擇合適的水泥品種。對(duì)于一些特殊的水泥，例如快硬性高強(qiáng)度的硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等等，這些材料的抗彎強(qiáng)度高且耐磨損能力較強(qiáng)。不過(guò)這類材料的價(jià)格也相對(duì)較貴。一般家庭中使用的普通型水泥就可以滿足需求了。除此之外還需要控制好水灰比，嚴(yán)格按配合比要求配制混凝土。除此之外還應(yīng)該選用適當(dāng)?shù)募?xì)骨料（碎石）與粗骨料（卵礫），控制好砂率及含泥量。使用前必須經(jīng)過(guò)充分濕潤(rùn)和沖洗干凈，不得含有有機(jī)雜質(zhì)等有害物質(zhì)。根據(jù)不同用途選用合適的鋼筋種類、規(guī)格及數(shù)量。

2.4 控制好養(yǎng)護(hù)條件

控制好建筑水凝土的養(yǎng)護(hù)條件也有助于預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫。水泥水凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，由于水泥水凝土的硬化時(shí)間較長(zhǎng)，所以需要保證其溫度和濕度。如果溫度過(guò)高或者過(guò)低，都會(huì)導(dǎo)致其強(qiáng)度降低、出現(xiàn)裂縫等情況；如果空氣濕度過(guò)小或者過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致其表面產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。因此要嚴(yán)格控制好混凝土的養(yǎng)護(hù)環(huán)境。另外還要注意避免混凝土受凍以及防止陽(yáng)光暴曬等影響。水凝土雖然具有防水、防油污等特性，但并不是所有的環(huán)境都適合使用。在施工時(shí)要注意，在室內(nèi)裝修過(guò)程中，應(yīng)盡量減少灰塵和沙粒的進(jìn)入。如果出現(xiàn)灰塵或者沙粒，應(yīng)該及時(shí)用干抹布擦干凈。同時(shí)要避免將水灑在表面，否則會(huì)影響其美觀度。此外還應(yīng)注意保持通風(fēng)良好，防止潮濕空氣滲入里面去。在高溫季節(jié)施工時(shí)，宜采用覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)的方法；低溫季節(jié)宜采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法；溫度變化較大的地區(qū)，宜采取臨時(shí)覆蓋防寒法；炎熱夏季不宜澆水降溫，以免引起溫度急變導(dǎo)致開(kāi)裂。

2.5 加強(qiáng)鋼筋與混凝土的連接工作，控制拆模時(shí)間

為防止由于溫差造成的收縮變形過(guò)大而導(dǎo)致的混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題發(fā)生的話，我們可以在鋼筋上涂抹一層水泥漿或者使用塑料薄膜包扎等措施來(lái)減少收縮變形量并通過(guò)合理設(shè)置沉降縫，來(lái)保證其寬度和位置滿足要求防止裂縫的產(chǎn)生。其次就是需要控制拆模時(shí)間。一般宜采用先支模板再拆模的辦法（即先支承重墻模板，然后拆除次要的非承重墻體模板）。這樣可有效避免因拆模過(guò)早而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力集中而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的情況發(fā)生。

2.6 特殊法預(yù)防裂縫產(chǎn)生

施工過(guò)程中，應(yīng)避免在結(jié)構(gòu)受拉區(qū)進(jìn)行鑿毛、鉆芯及灌漿。對(duì)有防水要求的部位，應(yīng)先做好防水層再實(shí)施后續(xù)施工。對(duì)已澆筑好的結(jié)構(gòu)表面，不得隨意剔鑿和修補(bǔ)。對(duì)于現(xiàn)澆樓面或地面等混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)的細(xì)小裂縫、收縮縫、溫度縫等缺陷，可采取貼布法處理。在施工前，先清理基層表面，然后采用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥進(jìn)行抹平找平。待膠泥干燥后（一般24h），將專用網(wǎng)格布沿裂縫處貼敷，用刮刀壓實(shí)。在施工中要保證網(wǎng)格布與混凝土基面的充分接觸和搭接寬度不小于10mm，并保持一定的張力。為防止網(wǎng)片被拉斷而影響?zhàn)そY(jié)力以及保證其平整度及牢固程度，可在網(wǎng)格網(wǎng)上鋪一層塑料薄膜作為保護(hù)層；也可采用涂刷水泥砂漿的辦法來(lái)加強(qiáng)黏結(jié)強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑物越來(lái)越多，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，混凝土裂縫問(wèn)題也日益嚴(yán)重?；炷两Y(jié)構(gòu)在硬化過(guò)程中，由于水泥水化、凝結(jié)、收縮等物理作用，使內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。同時(shí)因水分蒸發(fā)，體積收縮，形成壓應(yīng)力。當(dāng)拉力和壓力超過(guò)一定數(shù)值時(shí)就會(huì)引起表面微細(xì)裂縫。不管是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是施工工藝上都要引起足夠重視，只有在工程施工中采取有效的控制措施才能保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫問(wèn)題不發(fā)生?；炷亮芽p是建筑結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的質(zhì)量通病之一，不僅影響建筑物的整體美觀和耐久性，而且嚴(yán)重威脅著工程的安全使用。因此，如何控制混凝土的施工質(zhì)量，減少或避免裂縫的出現(xiàn)，成為每個(gè)建筑工程項(xiàng)目部必須重視的問(wèn)題。研究混凝土裂縫形成原因并對(duì)其進(jìn)行有效處理對(duì)于建筑物的使用壽命和使用質(zhì)量具有重要意義。