房建施工中混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因及預(yù)防研究

摘 要：在房建施工中，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題普遍存在，嚴(yán)重影響了建筑的安全性和使用壽命。通過分析混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，探討了施工過程中的施工質(zhì)量、材料選擇、環(huán)境因素及養(yǎng)護(hù)管理等方面對裂縫形成的影響。針對不同類型的裂縫，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫原因；預(yù)防措施；施工管理；養(yǎng)護(hù)

中圖分類號：TU2;TU3 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）12-0031-03

0 引言

混凝土作為建筑工程中最常用的材料之一，因其強(qiáng)度高、耐久性好而廣泛應(yīng)用。然而，在實(shí)際施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題頻繁發(fā)生，不僅影響了結(jié)構(gòu)的美觀，更可能導(dǎo)致安全隱患。裂縫的產(chǎn)生往往是多方面因素共同作用的結(jié)果，包括材料的特性、施工工藝、環(huán)境條件和養(yǎng)護(hù)措施等。

1 混凝土結(jié)構(gòu)在房建施工中的重要性

混凝土結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)異的受力性能及耐久性能，在各種建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。具體有以下3點(diǎn)優(yōu)勢：①混凝土的抗壓強(qiáng)度高，可以承受很大的荷載，特別適合高層建筑和橋梁等對承載力要求很高的建筑。②混凝土具有較好的抗火能力，可以有效地抵抗火災(zāi)，保證建筑的安全。③它還具有良好的抗腐蝕、抗風(fēng)化等性能，能夠在各種環(huán)境中維持很長的壽命，減少維修、更換次數(shù)，節(jié)省長期運(yùn)行費(fèi)用。

在房屋建筑中，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，既能增強(qiáng)建筑物的強(qiáng)度，又能使建筑物的設(shè)計(jì)更加靈活。通過對混凝土配合比、構(gòu)造形式的選擇，設(shè)計(jì)者可以創(chuàng)造出多種具有特色的建筑形式。由于其良好的可塑性，使其能夠適用于各種復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)要求，從而為當(dāng)代建筑藝術(shù)創(chuàng)造了更大的發(fā)展空間。由于其施工工序較為簡便，技術(shù)較為成熟，便于管理與控制。

隨著混凝土材料的各項(xiàng)性能的提高，特別是新的混凝土和復(fù)合材料的問世，使它的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步的拓展，可再生的建材以及新型的綠色混凝土也使其在建筑領(lǐng)域得到了更大的發(fā)展[1]。

2 混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因

2.1 材料因素

2.1.1 水泥

水泥是混凝土中最重要的膠凝材料，它的好壞對混凝土的強(qiáng)度及耐久性能有很大的影響。質(zhì)量差的水泥，由于摻入過量的雜質(zhì)，使水化不徹底，影響了混凝土的綜合強(qiáng)度及抗裂能力。

不同種類的水泥，其耐久、抗裂性能也有差別，如普通硅酸鹽水泥，在一些情況下，其性能可能不如特種水泥，所以預(yù)防開裂的關(guān)鍵在于選用適當(dāng)?shù)哪z凝材料并保證其質(zhì)量。

2.1.2 集料

集料作為混凝土中最主要的組成成分，其類型及配比對混凝土的力學(xué)性能有很大的影響。集料的粒度、級配、形狀及表面特征等對其工作性能及強(qiáng)度有一定的影響。集料的選用不當(dāng)，例如采用過細(xì)或過粗的集料，會造成混凝土在澆筑時(shí)發(fā)生離析、滲水等問題，進(jìn)而降低混凝土的密實(shí)度及強(qiáng)度。由于集料中含有大量的有機(jī)質(zhì)和微細(xì)顆粒，對水泥的水化作用也有一定的影響。所以，在保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，對骨料的合理配比和配比至關(guān)重要。

2.1.3 水泥配比

水泥配比是影響混凝土強(qiáng)度及耐久性的重要因素。當(dāng)水灰比較大時(shí)，混凝土的強(qiáng)度將會降低，從而使混凝土的抗裂性能變差。但是，如果水灰比過小，將會影響混凝土的充分?jǐn)嚢枧c澆筑，給施工帶來很大的難度，甚至還會出現(xiàn)裂縫。所以，要預(yù)防混凝土開裂，關(guān)鍵是要掌握合適的配比，保證混凝土有較好的工作性能和強(qiáng)度。

2.2 施工因素

混凝土澆筑工藝、環(huán)境（溫濕度等）和振搗不充分是導(dǎo)致混凝土開裂的重要原因。澆筑技術(shù)對整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用性能及質(zhì)量有很大的影響。如果不嚴(yán)格按施工規(guī)程施工，會造成混凝土分層、冷縫、滲水等缺陷，對混凝土的密實(shí)度和均勻性產(chǎn)生不利的影響?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)過程中會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力集中，從而引起開裂。所以，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)澆筑技術(shù)，保證澆筑時(shí)均勻、連續(xù)，十分重要。

施工環(huán)境對混凝土的質(zhì)量也有很大的影響。溫度、濕度是影響混凝土硬化進(jìn)程的重要因素。在高溫條件下，如果不進(jìn)行有效的防護(hù)，混凝土內(nèi)部的水份蒸發(fā)會加速，從而引起表面開裂。但在較低溫度下，水泥水化速度減慢，強(qiáng)度提高緩慢，甚至發(fā)生凍融破壞。為此，在施工過程中，要根據(jù)周圍的情況，及時(shí)覆蓋、噴淋養(yǎng)護(hù)等防護(hù)措施，保證混凝土在合適的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

澆筑時(shí)的振搗不到位也會造成混凝土開裂。振搗的主要作用是清除氣泡，提高混凝土的密實(shí)度，提高混凝土的強(qiáng)度。若振搗不當(dāng)，則會產(chǎn)生大量的氣泡、空洞等缺陷，不但會降低結(jié)構(gòu)的承載力，也會造成日后的裂縫、爆裂。在振搗時(shí)，必須對振搗的時(shí)機(jī)與強(qiáng)度進(jìn)行控制，以保證混凝土得到充分的振搗，以改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用性能[2]。

3 混凝土裂縫的預(yù)防措施

3.1 科學(xué)選材并合理控制水灰比

水泥是影響混凝土強(qiáng)度、耐久性和抗裂性的關(guān)鍵因素。選擇滿足國標(biāo)要求的特殊水泥，特別是根據(jù)特殊要求，如高強(qiáng)度水泥、耐硫酸鹽漿等，可有效地改善混凝土的綜合性能。水泥的品質(zhì)不但決定了水泥水化反應(yīng)是否充分，而且也與各種環(huán)境因素對混凝土的耐久性能有很大的影響。所以，在原材料采購時(shí)，要認(rèn)真檢查水泥的理化性能，以保證其滿足設(shè)計(jì)要求，防止由于水泥質(zhì)量不合格而引起的開裂問題。

集料的選用也是極其重要的。集料作為混凝土的重要組成成分，其類型、級配、粒徑大小及表面特征均對其工作性能及強(qiáng)度有重要影響。高質(zhì)量的集料必須有較好的級配，才能保證其致密、流動性能。通過對細(xì)集料與粗骨料的合理迭配，可以降低混凝土的孔隙率，改善混凝土的抗壓、抗裂性能。集料的潔凈程度也是不容忽視的，如果集料中含有雜質(zhì)，如土壤、油污等，都會對水泥進(jìn)行水化反應(yīng)，使其強(qiáng)度下降。所以，選用清潔級配的集料是防止混凝土開裂的關(guān)鍵。

合理的水灰比控制也是保證混凝土質(zhì)量的重要保證。水灰比的選取對混凝土的強(qiáng)度、耐久性有很大的影響。當(dāng)水灰比較小時(shí)，其強(qiáng)度較大，而當(dāng)水灰比較小時(shí)，則會產(chǎn)生較大的不利影響。這樣就會造成施工時(shí)混凝土的拌和澆筑困難。所以，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合工程需要、環(huán)境條件和施工技術(shù)等因素，選擇合適的水灰比。因此，合理的水灰比不但可以保證混凝土的強(qiáng)度，而且可以改善混凝土的抗?jié)B、抗裂性能，可以有效地降低裂縫[3]。

3.2 優(yōu)化施工工藝

通過對施工技術(shù)的優(yōu)化，可以有效地防止混凝土開裂，其主要包括科學(xué)地編制混凝土澆筑方案，并加強(qiáng)振搗、檢查。要科學(xué)地編制澆筑方案，必須結(jié)合工程的實(shí)際需要和周圍的環(huán)境，對澆筑時(shí)機(jī)、澆筑順序及澆筑方式進(jìn)行合理的選擇。

在施工過程中，要充分考慮氣候變化、溫度變化和濕度等因素，保證混凝土的正常澆筑，降低溫度過高或過冷造成的開裂危險(xiǎn)。由于溫度較高，混凝土內(nèi)部的水份蒸發(fā)會加速，所以施工時(shí)宜選擇低溫時(shí)，或采取遮陽、噴水等方法。在低溫條件下，為保證水泥水化時(shí)的溫度，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋亍?/p>

為了保證混凝土的質(zhì)量，必須在施工中加強(qiáng)振搗檢查。在混凝土澆筑過程中，振搗工作主要是清除混凝土中的氣泡、孔洞，確?；炷恋拿軐?shí)程度。由于振搗不當(dāng)，混凝土內(nèi)部易產(chǎn)生空腔，進(jìn)而影響后期的使用壽命。為此，必須掌握正確的振搗技巧，確定振搗器的安放位置及時(shí)機(jī)，才能取得最好的振搗效果。

要在工地上安裝相應(yīng)的測試儀器，定期檢驗(yàn)混凝土的工作性能、強(qiáng)度及密實(shí)度，以保證其滿足設(shè)計(jì)要求，避免由于施工不當(dāng)而產(chǎn)生的開裂。施工小組要做好施工全過程的記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決工程中存在的問題。通過對混凝土澆筑全過程的監(jiān)測與分析，為下一步施工提供了可靠的依據(jù)，從而保證了工程的質(zhì)量穩(wěn)定。

總之，通過對施工技術(shù)的優(yōu)化，可以有效地降低混凝土的開裂，改善混凝土的綜合性能，從而保證結(jié)構(gòu)的安全。在此基礎(chǔ)上，提出了一種合理的混凝土澆筑方案，并對其進(jìn)行了振動監(jiān)測。本項(xiàng)目提出了一種新型的高強(qiáng)、耐久性能評價(jià)方法，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。在施工過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行上述各項(xiàng)措施，才能達(dá)到優(yōu)質(zhì)混凝土的生產(chǎn)，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。

3.3 合理養(yǎng)護(hù)

合理的養(yǎng)護(hù)對提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性具有十分重要的意義，特別是在混凝土澆筑后，確定養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)和養(yǎng)護(hù)方式的科學(xué)性。在水化時(shí)，必須有足夠的水份及適當(dāng)?shù)臏囟龋拍艽偈蛊浒l(fā)生水化反應(yīng)，并使其具有較強(qiáng)的強(qiáng)度。通常情況下，養(yǎng)護(hù)期最少為7天。在氣溫較高、濕度較大的情況下，為避免水份快速揮發(fā)，需適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)期。為保證混凝土表層不開裂，應(yīng)制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方案，并盡可能選擇低溫、高濕度的時(shí)間段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。在養(yǎng)護(hù)方式方面，通常采用灑水、鋪濕麻袋和噴灑噴水等措施，可使混凝土表面保持較高的濕度。

采用養(yǎng)護(hù)藥劑也是一種十分有效的養(yǎng)護(hù)方法。本發(fā)明提出了一種養(yǎng)護(hù)方法，即在保證一定濕度的前提下，在混凝土表面生成一種保護(hù)性的薄膜，可以有效地延緩水的蒸發(fā)。養(yǎng)護(hù)時(shí)，必須充分考慮養(yǎng)護(hù)材料與混凝土之間的粘附性、滲透性等因素，以保證混凝土中的水能長期滯留，使其充分發(fā)揮水化作用。

此外，在夏季氣溫高、風(fēng)大的情況下，還應(yīng)注意防護(hù)材料的應(yīng)用。常用的地膜有塑料膜、濕草簾和麻袋等。在施工過程中，要保證施工過程中，要保證施工過程中的水分流動，保證施工過程中的水分流動。采用適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)方法，既能有效地降低混凝土開裂，又能提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與耐久性。在實(shí)際施工過程中，要注意養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)和方式的選取，并配合使用養(yǎng)護(hù)藥劑和覆蓋材料，才能保證混凝土在澆筑后各階段均保持良好的養(yǎng)護(hù)狀況。通過對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的維修和管理，可以有效地提高其綜合力學(xué)性能，保證其長期的安全和穩(wěn)定性。

3.4 其他技術(shù)手段的應(yīng)用

在現(xiàn)代建設(shè)工程中，采用先進(jìn)的施工工藝對改善混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能和安全性能具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于多學(xué)科交叉的新方法，并對其進(jìn)行了研究。通過對裂縫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以使施工隊(duì)伍能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)工程中的隱患。目前，裂隙監(jiān)測傳感器、應(yīng)變儀、紅外熱像儀等先進(jìn)的監(jiān)測儀器與技術(shù)已在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。該方法可以實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，并對其進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋的形成與發(fā)展，并據(jù)此采取針對性的補(bǔ)強(qiáng)修補(bǔ)措施，以避免微小裂紋演化成重大結(jié)構(gòu)病害。在此基礎(chǔ)上，將其與 BIM技術(shù)相融合，構(gòu)建可視化監(jiān)測平臺，為項(xiàng)目建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。采用新的材料和新的施工工藝，是提高混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的一種行之有效的方法。

隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，新型高性能混凝土、纖維混凝土、自愈性混凝土等不斷涌現(xiàn)。這種新的混凝土具有顯著的抗裂性能，耐久性，以及對環(huán)境的適應(yīng)能力。比如，當(dāng)微裂紋產(chǎn)生時(shí)，內(nèi)部膠凝物質(zhì)發(fā)生作用，可以實(shí)現(xiàn)對裂紋的自我修復(fù)，達(dá)到延長結(jié)構(gòu)服役年限的目的。3D打印混凝土、預(yù)應(yīng)力技術(shù)、智能施工裝備等先進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用，在提高施工效率的對施工質(zhì)量進(jìn)行了有效的控制，降低了由于施工不當(dāng)而產(chǎn)生的開裂。因此，對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的監(jiān)控是十分必要的。利用在線監(jiān)測技術(shù)，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對可能出現(xiàn)的裂紋進(jìn)行快速反應(yīng)。新材料和新工藝的引進(jìn)，為提高混凝土綜合性能提供了強(qiáng)有力的保證。今后，隨著技術(shù)水平的提高，將會有越來越多的新型監(jiān)控和施工手段被運(yùn)用到混凝土工程中，促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，改善了項(xiàng)目的安全與經(jīng)濟(jì)性能。

4 結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多種因素的綜合影響。通過對裂縫原因的深入分析，結(jié)合有效的預(yù)防措施，可以在施工階段顯著降低裂縫的發(fā)生率，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能和安全性。

參考文獻(xiàn)

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