房建施工中混凝土裂縫控制技術(shù)研究

【摘要】文中通過對混凝土裂縫形成的機(jī)理、調(diào)控手段，以及房建施工中混凝土裂縫控制技術(shù)對提高建筑物的質(zhì)量和性能、降低維護(hù)和修復(fù)成本、提高施工效率和施工質(zhì)量等進(jìn)行了深入研究。報(bào)告了添加裂縫抑制劑、控制混凝土收縮、溫度控制等混凝土裂縫控制技術(shù)現(xiàn)狀，對混凝土裂縫控制技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。為建筑施工領(lǐng)域提供更具科學(xué)性、可靠性的技術(shù)指引。

【關(guān)鍵詞】房建施工；混凝土裂縫；維護(hù)成本；裂縫控制技術(shù)

【中圖分類號】TU755 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）10-0130-03

0 引言

傳統(tǒng)的混凝土裂縫控制方法主要包括添加裂縫抑制劑、控制混凝土收縮和溫度控制技術(shù)。然而，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問題。比如添加裂縫抑制劑可能會影響混凝土強(qiáng)度和耐久性，控制混凝土收縮需要復(fù)雜的施工工藝，溫度控制技術(shù)成本較高。

混凝土裂縫一般包括塑性裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫等。在建筑施工過程中，混凝土裂縫的出現(xiàn)會對建筑物的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的侵害，使其功能性和質(zhì)量下降，這將給整個(gè)工程項(xiàng)目帶來無法預(yù)見的潛在風(fēng)險(xiǎn)與隱患。為此，文中圍繞塑性裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫等問題，深入剖析導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的根本原因及其獨(dú)特特征。從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精確確定集料最佳配合比例，以及施工過程中的諸多細(xì)節(jié)處理等多個(gè)技術(shù)層面，探討了在建筑施工過程中如何有效地控制混凝土裂縫的相關(guān)技術(shù)措施。這些措施能夠顯著降低混凝土裂縫的發(fā)生頻率，從而提升建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性與耐久性能。

1 混凝土裂縫形成機(jī)理

1.1 水泥水化反應(yīng)

水泥水化反應(yīng)是指水泥遇水在一定條件下發(fā)生一系列復(fù)雜化的化學(xué)反應(yīng)，形成水化產(chǎn)物水泥漿體，并隨時(shí)間推移而逐漸硬化。水泥水化反應(yīng)的過程主要包括溶膠形成和膠體凝聚兩個(gè)階段。①溶膠形成階段是指水泥中的水合硅酸鈣、水合硅酸鎂等產(chǎn)生初級水化產(chǎn)物溶膠，溶膠形成階段是水化反應(yīng)的起始階段，對混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展和水化熱釋放起著至關(guān)重要的作用；②膠體凝聚階段是指溶液中的溶膠通過凝聚、結(jié)晶等過程逐漸形成膠凝體，最終形成硬化混凝土。

在水泥水化反應(yīng)過程中，水化產(chǎn)物的形成會引起混凝土體積的膨脹，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而使混凝土在水泥水化反應(yīng)過程中可能會出現(xiàn)裂縫。這主要是因?yàn)樗嗨磻?yīng)引起的體積變化和溫度變化導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的承受能力時(shí)，就會發(fā)生裂縫。因此，要控制混凝土裂縫的形成，就需要從控制水泥水化反應(yīng)入手，減少水化產(chǎn)物形成引起的體積變化和應(yīng)力[1]。

1.2 干縮裂縫

水泥漿體在固化過程中水分逐漸蒸發(fā)，使混凝土在硬化過程中發(fā)生體積收縮，從而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土本身的承載能力時(shí)，就會造成混凝土表面或內(nèi)部產(chǎn)生裂縫。干縮裂縫的形成機(jī)理主要與混凝土材料的水化反應(yīng)有關(guān)。在混凝土澆筑后，水泥與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生水化反應(yīng)產(chǎn)物。這些反應(yīng)產(chǎn)物占據(jù)了混凝土中的大部分空隙，使得混凝土體積發(fā)生變化。隨著時(shí)間的推移，混凝土中的水分逐漸蒸發(fā)，造成混凝土體積收縮，從而引起干縮裂縫的產(chǎn)生。干縮裂縫的形成也與混凝土的配合比和材料性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)混凝土中水灰比過高時(shí)，混凝土中的水分蒸發(fā)速度較快，使得混凝土體積收縮較大，容易產(chǎn)生干縮裂縫。

另外，混凝土中的骨料粒徑和種類也會影響干縮裂縫的形成，粗骨料容易形成內(nèi)部裂縫，細(xì)骨料則容易形成表面裂縫。為了控制干縮裂縫的產(chǎn)生，可以采取一系列的措施。首先是在混凝土中添加裂縫抑制劑，這些添加劑可以調(diào)節(jié)混凝土的收縮性能，減少干縮裂縫的產(chǎn)生。其次是控制混凝土的收縮，可以通過調(diào)整混凝土的配合比和攪拌方式來減少混凝土的收縮率，從而減少干縮裂縫的產(chǎn)生。另外，溫度控制技術(shù)也可以用來減少干縮裂縫的產(chǎn)生，可以通過控制混凝土溫度來減少混凝土的收縮率[2]。

1.3 溫度裂縫

在房建施工中，混凝土內(nèi)部溫度變化引起的混凝土裂縫是常見的問題，因此需要采取相應(yīng)的溫度控制技術(shù)減少或避免裂縫的發(fā)生。首先，混凝土在溫度變化的作用下會發(fā)生熱脹冷縮，導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力的積累，從而形成裂縫。特別是在高溫季節(jié)，混凝土的溫度會急劇升高，導(dǎo)致材料的膨脹，而在夜間或低溫季節(jié)，混凝土?xí)彼倮鋮s，導(dǎo)致材料收縮。這種溫度變化引起的收縮膨脹作用會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力不平衡，進(jìn)而引發(fā)裂縫。其次，溫度變化還會引起混凝土表面和內(nèi)部溫度的不均勻分布，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生熱應(yīng)力。

在高溫季節(jié)，混凝土表面會受熱輻射影響而溫度升高，而混凝土內(nèi)部由于傳熱速度較慢，溫度較低。這種表面和內(nèi)部溫度的不均勻分布會引起混凝土內(nèi)部應(yīng)力的變化，從而產(chǎn)生溫度裂縫[3]。

2 混凝土裂縫控制技術(shù)

2.1 添加裂縫抑制劑

添加裂縫抑制劑是一種常見的混凝土裂縫控制技術(shù)。通過向混凝土中添加一定比例的裂縫抑制劑，可以有效減少混凝土裂縫的數(shù)量和寬度，提高混凝土的抗裂性能。裂縫抑制劑通常是一種具有高分子聚合物結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)，能夠在混凝土內(nèi)部形成一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加混凝土的黏結(jié)性和柔韌性，阻止裂縫的擴(kuò)展。

裂縫抑制劑主要可以分為兩大類：一是混凝土內(nèi)部添加的裂縫抑制劑；二是混凝土表面添加的裂縫抑制劑。①混凝土內(nèi)部添加的裂縫抑制劑通常是在混凝土攪拌過程中與水泥、骨料等原材料一同混合，使其均勻分布在混凝土內(nèi)部；②混凝土表面添加的裂縫抑制劑則是在混凝土施工完畢后，通過表面噴涂或浸涂的方式添加到混凝土表面，形成一層保護(hù)膜，提高混凝土的耐久性和抗裂性能。

裂縫抑制劑的添加可以有效控制混凝土的裂縫形成，減少干縮裂縫和溫度變化引起的裂縫，提高混凝土的整體質(zhì)量和使用壽命。此外，裂縫抑制劑還可以提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍融性能，減少混凝土的開裂和龜裂現(xiàn)象，保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在房建施工中，添加裂縫抑制劑是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的混凝土裂縫控制技術(shù)。通過合理選用裂縫抑制劑的種類和添加比例，可以有效減少混凝土的裂縫數(shù)量和寬度，提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量和抗裂性能[4]。

2.2 控制混凝土收縮

混凝土在施工過程中體積會發(fā)生收縮。這主要是由于水泥水化反應(yīng)引起的體積變化和混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)導(dǎo)致的干縮?？刂苹炷潦湛s的方法主要包括以下五種。

1）選擇合適的水泥類型和摻合料。水泥類型和摻合料的選擇會影響混凝土的收縮性能。一些特殊類型的水泥，如低熱水泥和高早強(qiáng)水泥，可以減少水泥水化反應(yīng)引起的收縮。同時(shí)，添加適量的摻合料，如粉煤灰和礦渣粉，可以改善混凝土的收縮性能。

2）控制混凝土的配合比和水灰比。合理控制混凝土的配合比和水灰比，可以減少混凝土的收縮。通常情況下，降低水灰比可以減少混凝土的收縮。

3）添加收縮劑。在混凝土中添加收縮劑，可以有效減少混凝土的收縮。收縮劑可以改變混凝土內(nèi)部的水化反應(yīng)過程，減少水泥水化引起的收縮。

4）控制混凝土養(yǎng)護(hù)條件。合理的混凝土養(yǎng)護(hù)條件可以減少混凝土的收縮。在混凝土早期的養(yǎng)護(hù)過程中，保持混凝土的濕潤和適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢詼p少混凝土的干縮。

5）采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以有效減少混凝土的收縮。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通過預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用，可以控制混凝土的收縮，減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.3 溫度控制技術(shù)

混凝土施工過程中，溫度變化是一個(gè)很常見的因素。這種溫度變化往往會引起混凝土的體積變化，從而導(dǎo)致裂縫的形成。一種常見的溫度控制技術(shù)是在混凝土中添加溫度控制劑。這些溫度控制劑可以改變混凝土的傳熱性能，減緩混凝土在溫度變化下的體積變化速度，從而減少裂縫的發(fā)生。例如，通過添加礦物摻合料或聚合物纖維等，可以改善混凝土的抗裂性能，降低裂縫的形成概率。另外，控制混凝土的溫度也是一種有效的方法。

在施工過程中，可以通過控制施工環(huán)境的溫度和濕度，以及對混凝土進(jìn)行保溫處理等方式，來減少混凝土在溫度變化下的體積變化，從而降低裂縫的產(chǎn)生。例如，在冷季施工時(shí)，可以采取加熱設(shè)備對混凝土進(jìn)行加熱，以減少冷卻引起的溫度變化造成的影響。此外，合理的澆筑技術(shù)也可以幫助控制混凝土的溫度變化。比如，在大壩混凝土施工中，可以采用溫度監(jiān)測和控制系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整混凝土的澆筑速度和澆筑順序，以實(shí)現(xiàn)對混凝土溫度的有效控制，從而減少混凝土的裂縫。

總之，溫度控制技術(shù)是混凝土裂縫控制中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。通過合理的溫度控制技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提高混凝土的質(zhì)量和耐久性，保證房建施工的質(zhì)量和安全。在今后的研究和實(shí)踐中，還可以進(jìn)一步探索和完善溫度控制技術(shù)，以滿足不同施工條件下的混凝土裂縫控制需求。

3 在房建施工中的應(yīng)用

目前，我國的房建施工中存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)混凝土裂縫控制技術(shù)的研究和應(yīng)用。

首先，在目前的房建施工中，由于施工條件和環(huán)境因素的限制，混凝土裂縫的出現(xiàn)時(shí)有發(fā)生。例如，施工現(xiàn)場的溫度變化、混凝土質(zhì)量控制不到位、施工人員的施工技術(shù)水平等都會對混凝土裂縫產(chǎn)生影響。因此，必須針對這些問題進(jìn)行深入研究，提高混凝土裂縫控制技術(shù)的水平。

其次，在房建施工中，混凝土裂縫的防治工作還存在一定的滯后性。雖然已經(jīng)有一些混凝土裂縫控制技術(shù)在實(shí)際施工中得到了應(yīng)用，但是仍然存在一些技術(shù)不成熟或者不夠完善的問題。比如，一些施工單位在混凝土攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)存在瑕疵，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對混凝土裂縫控制技術(shù)的研究和改進(jìn)，提高其在房建施工中的應(yīng)用水平。

最后，在目前的房建施工中，混凝土裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用還存在一定的局限性。雖然已經(jīng)有一些混凝土裂縫控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用，但是由于各種原因，還不能完全滿足施工單位的需求。因此，需要加強(qiáng)技術(shù)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，進(jìn)一步完善和發(fā)展混凝土裂縫控制技術(shù)，提高其在房建施工中的應(yīng)用效果和效率[5]。

添加裂縫抑制劑是一種常用的混凝土裂縫控制技術(shù)。通過在混凝土中添加特定的抑制劑，可以改變混凝土的物理和化學(xué)特性，從而減少裂縫的產(chǎn)生。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于操作簡單，成本較低，且效果比較明顯。同時(shí)，添加裂縫抑制劑可以提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，延長使用壽命。然而，這種技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如可能影響混凝土的其他性能指標(biāo)，需要根據(jù)具體情況選擇合適的抑制劑，且效果可能因混凝土材料和環(huán)境條件的不同而有所差異。

控制混凝土收縮是另一種常見的混凝土裂縫控制技術(shù)。在混凝土硬化過程中，由于水化反應(yīng)和干燥收縮等原因，混凝土?xí)a(chǎn)生收縮變形，導(dǎo)致裂縫的生成。通過采取一系列措施來控制混凝土的收縮，如調(diào)整水灰比、使用特殊的收縮劑等，可以有效減少裂縫的產(chǎn)生。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于可以從根本上解決混凝土裂縫的問題，提高施工質(zhì)量。然而，控制混凝土收縮也存在一些挑戰(zhàn)，如需要專業(yè)的技術(shù)支持和施工經(jīng)驗(yàn)，成本較高，施工周期可能會延長。

溫度控制技術(shù)是另一種重要的混凝土裂縫控制技術(shù)。在混凝土施工過程中，溫度的變化是導(dǎo)致裂縫的一個(gè)重要原因。通過控制混凝土的溫度，如采取保溫措施、控制澆筑溫度等措施，可以有效減少裂縫的生成。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于操作簡單，成本相對較低，且可以有效降低裂縫的發(fā)生率。然而，溫度控制技術(shù)也存在一些不足，如對施工環(huán)境要求較高，需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，且效果可能受天氣等外部因素的影響。

4 結(jié)語

在施工過程中，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的裂縫控制措施，以提高混凝土的質(zhì)量和耐久性?；炷亮芽p控制技術(shù)主要包括添加裂縫抑制劑、控制混凝土收縮和溫度控制技術(shù)。這些技術(shù)在實(shí)際施工中已得到廣泛應(yīng)用，有效地減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生，提高了工程的質(zhì)量和可靠性。通過對混凝土裂縫控制技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用進(jìn)行分析，這些技術(shù)在提高施工效率、降低施工成本、減少維護(hù)費(fèi)用等方面都取得了顯著成效。

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[作者簡介]譚啟林（1991—），男，廣東佛山人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。