基于建筑工程质量视阈下的混凝土裂缝的成因与控制分析

李国涛

天津路安工程咨询有限公司

摘要：混凝土产生裂缝是目前工程建设中普遍存在而又难于解决的质量通病，社会对工程的质量要求越来越高，质量可靠，经久耐用，外观美观。因此，在当前施工中如何克服混凝土裂缝是非常重要的，本文将对混凝土裂缝的成因进行分析，并提出预防措施和处理方法。

关健词：混凝土 裂缝成因 控制分析
　　随着我国改革开放和现代化进程的加快，建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量受到社会各界的广泛关注。混凝土作为一种被十分广泛使用的建筑材料，经常当作各种建筑和桥梁的结构，混凝土有许多优点，比如取材容易，价格较低，延展性好，可以筑成各种形状，凝固后耐高温、耐风化、养护费用低。但是混凝土也有一些缺点，不抗拉力，受力容易裂开是它最主要的缺点。这种情况经常发生，也非常常见，所以对工程技术人员来说是一种很大的困扰。就算在施工过程中仔细谨慎，采取各种方法也仍然不能避免裂缝的出现。虽然有些混凝土构件可能看不见裂缝，但可能只是因为这些裂缝很细，甚至小于0.05mm，人的肉眼都看不见的地步，所以在实践研究过程中发现，绝大部分的混凝土建筑都是有裂缝的。一般小裂缝的存在对结构本身是没有太大的危害的，毕竟混凝土有裂缝的情况是几乎不可能避免的，例如在设计的负荷载重量下，普通钢筋混凝土承受弯力的部位大概只能接受设计负荷量的三成到四成；而钢筋承受拉力的部位可能只能承受设计承受力的一成不到。在实际的施工过程中，这些裂缝不仅仅是由于超出了负荷载重量，还有些裂缝是由于混凝土收缩、温度变形和不均匀沉降等原因造成的。我们在实际的施工过程中，主要是去控制一些有害裂缝的产生，因为有些裂缝并不会危害到建筑的使用。有害裂缝会使混凝土被碳化，导致外面的保护层和里面的钢筋都被影响，危害建筑的正常使用，严重时还会导致坍塌事故，所以，为了减少事故的发生，必须要采取有效的措施，去控制裂缝的危害程度。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。
本文从混凝土裂缝产生的原因为着眼点进行分析，提高大家对混凝土裂缝的认识，并总结一些预防处理措施来减少或者避免工程中出现危害较大的裂缝，也为了更好的找到在施工中控制裂缝产生的方法，防患于未然。

1、分析产生混凝土裂缝的原因

产生裂缝的方式很多，产生的裂缝种类也很多，所以想要解决混凝土产生裂缝的问题，我们必须要分析裂缝产生的原因。

1．1　设计原因

（1）断面突变产生的力都集中在设计结构上，导致构件形成裂缝。

（2）设计时没有正确预算施加给构件的偏心力、应力等，导致预应力过大造成构件的裂缝。

（3）在设计的时候没有注意到混凝土会收缩变形的情况。

（4）设计时没有采用合适的混凝土等级，等级太高的混凝土会大大增加用灰量，影响混凝土的收缩。

（5）设计墙板、楼板等结构时，放在里边的钢筋太少，或者太粗了，也容易产生裂缝。

1．2　混凝土配合比设计原因

（1）设计选择水泥时，没有选择合适的水泥强度等级或品种。

（2）设计添加的混凝土膨胀剂的量不够合理，太多或者太少的情况都会影响配合比。

（3）如果加的单方水泥和用水量过多，最终形成的水泥浆的体积就会比正常情况大，其实就是收缩过大造成的。

（4）设计配合比时，水灰比选择不当，形成的混泥土保水性不良，也就是混凝土的坍落度高于正常情况，这也是收缩值变大造成的。

1．3　材料原因

（1）使用的集料颗粒含泥量太大或者选择的骨料粒径不合理，针片含量太多，都会增加混凝土的用灰量和用水量，使得混凝土的收缩量变大，从而导致裂缝的产生。

（2）选择的混凝土外加剂和掺和料不符合，或者在掺加东西时用的量不正确，对混凝土的收缩会造成严重影响。

（3）选择的水泥和混凝土的抗压强度等级不同，也会造成混凝土的开裂。如果水泥强度比较高，那水泥是更细的，这就会导致混凝土形成比较大的裂缝；如果设计的混凝土的强度等级比较高，那么最后形成的混凝土就会比较脆，也就是更容易产生裂缝。

（4）水泥的收缩值也跟水泥的品种有关，比如硅酸盐水泥中，矿渣的收缩比大于普通的，又比如快硬水泥的收缩比就比较大，但如果换成巩土水泥或者飞粉，混凝土的收缩值就会变小。

1．4　施工及现场养护原因

（1）一定要做好给混凝土降低温度和保持温度的工作准备，这样现场给混凝土浇筑时，混凝土里面的温度就可以被降低，减少了混凝土内部和外界的温度差，混凝土表面的温度裂缝也会减少。

（2）混凝土抹砂浆时，如果抹的次数不够，特别是面积比较大的混凝土工程，都会让收缩不好从而产生裂缝。

（3）在高空由于风速过大、太阳太晒，所以浇注混凝土时收缩值大。

（4）有些裂缝产生的原因，可能是因为混凝土不够密实不够均匀。这可能与现场浇捣混凝土时振捣的情况有关，如果振捣时漏振、过振，或者振捣棒插入的不对甚至插入抽出的速度过快，最后都会产生裂缝。

（5）养护混凝土时措施不到位导致混凝土过早脱水，这样最后形成的混凝土就会因为收缩的太快产生裂缝。

（6）拆除现场模板的时候一定要选择合适的时间，如果选择的时间太早，也会让混凝土的表面产生裂缝。

（7）现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。

1．5　使用原因（外界因素）

（1）混凝土在沉降的过程中一定要均匀沉降，不然最后形成的建筑物表面也会产生裂缝。

（2）建筑物在投入使用后，如果承受的载重量太大，超了本身的负荷，也会让混凝土产生裂缝。

（3）在装修建筑物时，随意拆除承重墙或者随意凿洞，这种不合理装修也会造成混凝土裂缝。

（4）若构筑物周围环境不好，比如酸类物质、碱类物质或者盐类物质含量过多的环境下，建筑物会被腐蚀，表面也会产生裂缝。

（5）如果建筑物遭受了自然灾害，也可能会产生裂缝，比如意外火灾或轻度地震等。

2、混凝土裂缝预防措施

分析混凝土裂缝成因的基础上，预防措施可以归纳为以下几个方面：

2．1　设计

由于深基与浅基这种地基的差异沉降和高低跨度的结构比较薄弱，所以在设计这些环节的时候一定要更加仔细，要重点解决这些容易开裂的部位。使用的钢筋直径越细，钢筋之间的距离越小，越容易预防开裂，当然过程中一定要保证构件截面允许，不能改变配筋率，并且要浇筑方便。

2．2　施工方案

施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。想要很好地预防和控制裂缝，一个良好的施工方案也必不可少。在施工的时候，设计的留缝位置最好是在变截面处，也可以设置在混凝土主要承受压力的部位，这也就是要控制分层位置。还有可以放在变截面处的是在设置一次浇筑长度时，当然也可以设置在钢筋承受的力比较小的地方，这是为了保证远离受拉钢筋部位。为了避免高温天气或者昼夜温差过大等天气原因的影响，浇筑时间原则上应尽量避开这些日子。如果施工的日子，确实是比较炎热的天气或者季节，可以改变外界环境，比如用一些材料使得混凝土入模的温度降低。

2．3　施工质量

几乎有95%以上的裂缝发生原因都是由于施工质量的原因。也就是说，施工阶段作为一个重要阶段，如果在这个阶段中能控制裂缝的产生，最终形成的混凝土的开裂情况就会改善很多。所以在施工阶段要注意以下几个问题：①一个合适的混凝土配合比，一定要满足三个方面的需求，包括形成的混凝土强度、施工的方便，以及防止裂缝的产生。所以调节混凝土的配合比是十分重要的，举个例子，在调节水灰比时，在满足强度的前提下，可以尽量减少用泥量形成良好的水灰比。②在施工前，钢筋上如果有污物或者钢筋外表被氧化了，会降低粘接力，使用一定要把这些清除掉。在施工的过程中，钢筋的成型位置和模板的安装位置也很重要，两个位置都达到要求了，钢筋才不会在施工过程中变形。③在实际过程中，不仅要注意浇筑的合理性，还要重视振捣操作技术。振捣过度会影响混凝土的均匀性，但振捣不足也会使混凝土的密实度降低，所以在振捣时一定要恰到好处。

2．4　养护

养护的关键技术在于缩小混凝土降温过程中的温度差，也就是要使混凝土的温度下降不要过快，直到接近外界气温。这样可以减少甚至不受外界的影响，更好的阻止裂缝的产生，混凝土的强度也可以增加。

对于一般的混凝土结构，喷水这种养护方法可以减少混凝土的收缩，防止裂缝产生，但对于大面积混凝土来说，这种常规养护方法就不容易满足。大面积混凝土的表面强度增长的不一样，如果能尽量晚一些拆模，拆模后立即覆盖或及时回填，在这一过程中，尽量的减少外界气候的影响，应该可以更好地防止强度增长慢的表面开裂。养护期的时间标准大概为7到28天，如果可以的话，最好更长一些，因为这是混凝土强度增长最快的阶段。

3、裂缝的控制措施

3．1　设计方面

（1）在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。‘抗’是一种处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施；而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

（2）如果结构突然断面会使应力集中在结构上，这种情况在设计中要尽量避免。

（3）在设计构造的时候，设计人员应该仔细选择钢筋的直径和数量，因为钢筋的配置会影响到楼面墙板这些薄壁的构建。所以一定要重视对钢筋的选择。

（4）积极采用补偿收缩混凝土技术。经过各种实践发现，在混凝土中加入膨胀剂就可以很好的弥补混凝土的收缩。

3．2　选材和配合比设计方面

（1）混凝土及水泥的品种和等级的选择，一定要根据建筑的结构特点来，早期强度高的水泥尽量不要用。

（2）在符合规范要求的含泥量的同时，选择的原石材料一定要优质。

（3）积极采用掺合料和混凝土外加剂。

（4）设计配合比的人员一定要到达施工现场，因为混凝土的设计坍落度跟施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况有关，并且施工的配合比也要根据现场的原材料质量情况及时做出调整。

（5）选择膨胀剂来补偿混凝土收缩的时候一定要掌握正确的方法。不同品种的膨胀剂，不同掺量的膨胀剂所起的效果都是不同的。为了保证膨胀剂的掺量最佳，一定要通过多次实验来保证。

3．3　施工操作方面

（1）浇捣工作：不同的混凝土塌落度的振捣时间是不同的。在浇捣的时候，最好采用二次振捣、二次抹面技术，振捣棒在使用的过程中，要注意过振或者漏振的情况，总体的速度保持在快速插入较慢拔出的状态。

（2）混凝土的降温和保温工作：水泥水化热的问题在大面积混凝土施工时是一个常见的问题。可以通过埋设散热孔之类的方法给混凝土降温，这样水化热的最高温度就会降低，水化热的现象也可以减少。如果想要养护成型的混凝土，可以通过在表面覆盖薄膜或者湿麻袋来让混凝土蓄水保温，这同时也可以避免由于混泥土内外温度差而产生的裂缝。

（3）混凝土养护：如果混凝土是刚浇好的，那么在早期的时候，一定要好好养护，因为早期的养护是十分重要的。早期养护得好，可以减少混凝土的收缩，这样也能避免混凝土出现裂缝。

（4）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

（5）由于夏季温度过高，所以在浇捣混凝土时应注意温度，一定要在低温条件下，入模并养护。如果想要用冰块来降低混凝土的温度，一定要事先经过试验。

4、混凝土裂缝修补的方法分析

现在常见的并且主要的修补混凝土裂缝的方法有六种，具体方法如下：

4．1　表面修补法

表面修补法顾名思义其实就是在产生的裂缝表面涂抹材料，除了预防混凝土产生裂缝时涂的防腐材料，在形成的裂缝表面也可以重新涂抹水泥浆，或者直接在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布。这种方法只能处理一些影响不太大的表面裂缝和深进裂缝。混凝土表面修补好了才能更好的防护，已经开裂的混凝土经过修补也能防止它继续开裂。

4．2　灌浆、嵌缝封堵法

有些混凝土裂缝需要用别的材料进行修补，比如在混凝土里加入胶结材料（水泥浆、环氧树脂等化学材料），这种材料变硬后相当于和混凝土成为了一个整体，这种方法叫做灌浆法。这种方法主要是为了封堵一些影响了建筑物结构的裂缝，同时还能加固结构，增强防止渗水能力。

我们也可以沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，这是一种经常被用来封住裂缝的方法也叫做嵌缝法。常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

4．3　结构加固法

如果产生的裂缝影响到了建筑物的结构性能，这时候就要采用结构加固法。比如把混凝土的横截面变大、在混凝土表面粘上钢板、在混凝土的里面增加支撑点、给构造部件的边角部分包上钢板等方法，都是现在比较常见的方法。

4．4　混凝土置换法

用新的混凝土或者水泥砂浆把已经损坏的混凝土换下来，当然也可以用一些聚合混凝土，置换效果更好，这种方法就是混凝土置换法。

4．5　电化学防护法

阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是常用的电化学防护法。这是一种通过电化学的方法把混凝土所处的环境改变调，让其中的钢筋钝化，从而达到防止腐蚀的目的。这种防护方法不容易被外界的环境所影响，不管是刚建好的还是已经裂掉的建筑都可以起到明显的效果。

4．6　仿生自愈合法

有一些生物它可以通过身体分泌的物质来治愈自己的受伤部位，我们也可以把一些特殊的成分加到混凝土里边，比如含粘结剂的液芯纤维，这样当混凝土出现了裂缝的时候可以通过自己的分泌物来补全裂缝。我们把这种模仿生物治愈自己受伤部位的方法叫做仿生治愈合法，也是现代一种新型裂缝处理方法。

5、结语

本文主要讨论了混凝土裂缝的形成原因，并且从实践上初步探讨了对于混凝土裂缝的预防和控制方法。但实际的施工过程中，我们要去观察裂缝产生的具体情况，比较不同的成因，仔细分析问题，选择合适的措施时，可以多种方法一起用，只要采用了合理适当的预防方法，完全可以避免混凝土裂缝的产生。现代科学不断发展，不仅仅有许多新型材料产生，还产生了更多更好的建筑技术，这对于混凝土的更好更久的使用十分有益，通过更加深入的研究，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。

参考文献：

［1］耿小强.浅析混凝土裂缝的成因及处理方法 [N] .承德日报，2009年

［2］胡硕,大体积混凝土温度裂缝控制 [D] .西安建筑科技大学,2005.

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