建筑施工過程中混凝土裂縫的控制技術(shù)探討

謝維鵬

摘 要：在建筑施工過程中，混凝土裂縫的形成會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞和功能缺陷，給工程帶來不可預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。本文針對(duì)塑性裂縫、沉陷裂縫以及溫度裂縫等方面，分析了裂縫產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)。隨后探討了建筑施工過程中混凝土裂縫的控制技術(shù)，包括混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定集料最佳配合比以及施工細(xì)節(jié)等技術(shù)方面，可以有效降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

關(guān)鍵詞：建筑施工；混凝土裂縫；控制技術(shù)

1 前言

混凝土在建筑施工中被廣泛應(yīng)用，優(yōu)良的性能使其成為建筑結(jié)構(gòu)的主要組成部分。然而，混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中常常會(huì)出現(xiàn)裂縫問題，不僅影響建筑的美觀，更嚴(yán)重地會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全隱患[1]。因此，通過深入分析裂縫產(chǎn)生的原因與特點(diǎn)，掌握有效的技術(shù)控制，選擇適用的控制材料。將為建筑施工質(zhì)量的提升和建筑結(jié)構(gòu)的安全性保駕護(hù)航，為城市建設(shè)和人民生活的幸福作出貢獻(xiàn)。

2建筑施工中常見的混凝土裂縫分析

2.1塑性裂縫

塑性裂縫的形成主要受到混凝土的收縮和膨脹。在混凝土初次澆筑后，水分蒸發(fā)和溫度變化導(dǎo)致混凝土發(fā)生收縮，產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。當(dāng)其超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土表面形成塑性裂縫。主要因素包括：混凝土強(qiáng)度不足、高溫或大風(fēng)引起的快速失水、早期固結(jié)階段的不均衡失水速度等。

塑性裂縫呈不規(guī)則形狀，中間部分寬度較大，逐漸朝兩端變細(xì)。塑形裂縫的長(zhǎng)度各不相同，其中較短的裂縫長(zhǎng)度通常約為18至30厘米左右，而較長(zhǎng)的裂縫長(zhǎng)度可達(dá)2至3米。相對(duì)于其他類型的裂縫，塑性收縮裂縫的寬度通常在1至5毫米之間。但也會(huì)根據(jù)混凝土的具體條件而有所變化[2]。主要分布在混凝土表面附近，特別是在早期固結(jié)階段和終凝階段。塑性裂縫的形成受到多種因素的影響，因此在混凝土結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)多個(gè)不同位置和形狀的裂縫。

2.2沉陷裂縫

沉陷裂縫主要由以下原因引起：當(dāng)結(jié)構(gòu)所在地地基土壤不均勻或松軟時(shí)，不同部分的地基沉降會(huì)出現(xiàn)不一致，導(dǎo)致沉陷裂縫的產(chǎn)生[3]。其次，模板剛度不足以及支撐間距過大使得混凝土在澆筑過程中得不到充分的支撐，容易發(fā)生沉陷裂縫。而且，在冬季施工時(shí)，由于凍土的存在，混凝土在解凍過程中會(huì)發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致形成沉陷裂縫。

沉陷裂縫通常會(huì)較深地延伸進(jìn)整個(gè)結(jié)構(gòu)，形狀呈現(xiàn)梭形，裂縫走向與地面之間形成30～45度角，與地基沉陷情況相關(guān)，較大的沉陷裂縫會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象[3]。與其他裂縫類型不同，沉陷裂縫受溫度變化的影響相對(duì)較小。沉陷裂縫的寬度與地基沉陷量成正比。當(dāng)?shù)鼗料葳呌谄胶夂螅芽p的發(fā)展也會(huì)減緩，裂縫寬度不再繼續(xù)增加。

2.3溫度裂縫

溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土內(nèi)部溫度不均勻，導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，從而引起裂縫[4]。具體原因包括：混凝土在硬化過程中會(huì)產(chǎn)生收縮，當(dāng)混凝土表面和內(nèi)部溫度差異較大時(shí)，表面的收縮速度和程度與內(nèi)部不一致，從而產(chǎn)生溫度裂縫。而且在混凝土澆筑和初始硬化階段，由于施工期間溫度變化較為頻繁，導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部溫度差異較大，會(huì)進(jìn)一步引發(fā)溫度裂縫。

溫度裂縫主要出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，有時(shí)也會(huì)貫穿深層。表面裂縫呈現(xiàn)出龜紋狀圖案（如圖1所示），主要在混凝土初次澆筑后的幾小時(shí)至幾天內(nèi)產(chǎn)生。深層溫度裂縫是混凝土施工中較為晚期出現(xiàn)的裂縫，通常發(fā)生在混凝土澆筑后的2至3個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間。深層溫度裂縫不像淺表溫度裂縫在表面呈現(xiàn)連續(xù)性，而是沿著混凝土結(jié)構(gòu)的全長(zhǎng)分段出現(xiàn)。這是由于混凝土內(nèi)部的收縮是不均勻的，導(dǎo)致裂縫斷續(xù)分布。且季節(jié)差異會(huì)影響裂縫寬度的變化，如冬季時(shí)裂縫寬度較大，夏季較窄。

3建筑施工中混凝土裂縫的控制技術(shù)

3.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要和使用要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用中低強(qiáng)度混凝土有助于減緩溫度和干縮引起的裂縫產(chǎn)生。高強(qiáng)度混凝土在早期干燥收縮時(shí)更易開裂，適當(dāng)降低混凝土的強(qiáng)度等級(jí)可以有效控制裂縫的形成。同時(shí)，全截面的配筋率應(yīng)在0.3%～0.5%之間，通過合理配置鋼筋，可以均衡地分擔(dān)荷載，避免結(jié)構(gòu)突變帶來的應(yīng)力集中，保障結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在面對(duì)容易發(fā)生裂縫的邊緣部位時(shí)，采取隱蔽的加強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)，包括增加配筋率，使用鋼筋或纖維增強(qiáng)材料等方法，以增加混凝土的極限拉伸性能和韌性。為滿足混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫技術(shù)控制要求，可以采用水平施工縫進(jìn)行合理的分塊劃分，在混凝土表面預(yù)留一定寬度的伸縮縫，使結(jié)構(gòu)在收縮和溫度變化時(shí)有更好的適應(yīng)能力減少裂縫的生成。還應(yīng)設(shè)置必要的連接方式，可以有效地減少結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)力集中，降低裂縫產(chǎn)生的可能性。

3.2集料最佳配合比

確定混凝土的最佳集料配合比直接影響著混凝土的性能和耐久性。

（1）水泥用量是確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的關(guān)鍵因素之一。高強(qiáng)混凝土水泥用量在550kg/m3左右，用于承受高荷載或特殊要求的工程，如橋梁、高層建筑等，可以提供更多的膠凝材料，從而增加混凝土的強(qiáng)度和耐久性。對(duì)于普通強(qiáng)度混凝土，水泥用量在270～450kg/m3范圍內(nèi)，用于住宅、道路等，可以滿足普通建筑的強(qiáng)度要求。

（2）水膠比是水和膠凝材料（水泥）的比例，對(duì)混凝土的工作性能、強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生顯著影響。一般而言，水膠比應(yīng)控制在0.4～0.55的范圍內(nèi)，可以提高混凝土的致密性和強(qiáng)度。合適的水膠比使得混凝土中的水與水泥反應(yīng)的顆粒數(shù)量較少，從而產(chǎn)生更多的膠結(jié)材料，提高混凝土的強(qiáng)度，降低裂縫的產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

（3）添加粉煤灰是提高混凝土抗裂性能的有效方法。粉煤灰是一種優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料，可以填充混凝土中的細(xì)孔，減少水泥基體的滲透性，從而改善混凝土的抗裂性能和耐久性。

（4）進(jìn)行配合比試驗(yàn)是確定最佳集料配合比的必要步驟。配合比試驗(yàn)（如表1：某高抗?jié)B混凝土配合比參數(shù)（kg/m3）所示）應(yīng)綜合考慮各項(xiàng)因素，包括水泥用量、水膠比、粉煤灰摻量以及添加適量外加劑等[5]。

3.3加強(qiáng)混凝土澆筑施工工藝

混凝土施工技術(shù)工藝在確?；炷两Y(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性方面起著至關(guān)重要的作用。以下是一些技術(shù)細(xì)節(jié)，以幫助控制裂縫和提高混凝土結(jié)構(gòu)的性能：

（1）針對(duì)受力鋼筋，應(yīng)采用細(xì)筋密配形式進(jìn)行布置，以增強(qiáng)混凝土的抗裂性能，合理設(shè)置伸縮縫有助于緩解混凝土早期收縮的影響。

（2）后澆帶間距不應(yīng)超過30m，使混凝土干縮過程中充分釋放變形，有效降低干縮產(chǎn)生的應(yīng)力，從而減少裂縫的發(fā)生。保留后澆縫的時(shí)間不少于60天，確?；炷脸浞指稍锖凸袒?，提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

（3）施工前應(yīng)確保模板和基層充分濕透，并在澆筑完成后進(jìn)行振搗密實(shí)，以減少混凝土塑性裂縫的發(fā)生。在澆筑混凝土?xí)r，并采取擋風(fēng)措施可以降低風(fēng)速的影響，有助于控制溫度裂縫的產(chǎn)生。

為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，需要控制以下施工技術(shù)細(xì)節(jié)：

（1）對(duì)于細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件，應(yīng)在澆筑時(shí)進(jìn)行分段，適當(dāng)設(shè)置施工縫，以減緩溫度和收縮引起的應(yīng)力集中，從而降低裂縫產(chǎn)生可能性。

（2）臺(tái)座與預(yù)制構(gòu)件之間為避免產(chǎn)生不必要的裂縫

和粘結(jié)現(xiàn)象，應(yīng)涂抹具有良好隔離效果的隔離劑。同時(shí)，對(duì)于孔洞四周、多孔板板面等易產(chǎn)生薄弱結(jié)構(gòu)部位，采用細(xì)直徑的溫度筋增加其極限拉伸值，提高混凝土的抗裂性能。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)是確保混凝土早期強(qiáng)度和耐久性的重要環(huán)節(jié)。做好混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)，保持表面濕潤(rùn)，從而減少收縮引起的裂縫并提高混凝土的耐久性。

3.4做好混凝土后期養(yǎng)護(hù)

混凝土的后期養(yǎng)護(hù)是保障混凝土結(jié)構(gòu)品質(zhì)和耐久性的重要環(huán)節(jié)，有效地控制裂縫的產(chǎn)生?；炷梁笃陴B(yǎng)護(hù)可以采用澆水養(yǎng)護(hù)、塑料薄膜養(yǎng)護(hù)（如圖2所示）和加熱養(yǎng)護(hù)等方式。在進(jìn)行混凝土后期養(yǎng)護(hù)時(shí)，需要遵循以下養(yǎng)護(hù)工作原則，以確保養(yǎng)護(hù)效果的有效實(shí)施：

（1）根據(jù)混凝土的體積和當(dāng)時(shí)的施工條件，選擇施工便利、經(jīng)濟(jì)性的養(yǎng)護(hù)方式。不同情況下，可以采用不同的養(yǎng)護(hù)方式，如覆蓋澆水、塑料薄膜保濕或加熱養(yǎng)護(hù)。

（2）養(yǎng)護(hù)細(xì)節(jié)要得到認(rèn)真落實(shí)，根據(jù)具體情況制定明確的養(yǎng)護(hù)工作計(jì)劃。在養(yǎng)護(hù)過程中，務(wù)必保持混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)，以防止混凝土過早干燥和收縮引起的裂縫。

（3）根據(jù)養(yǎng)護(hù)方案，合理控制養(yǎng)護(hù)的時(shí)間和頻率，確?；炷恋臐駶?rùn)程度和養(yǎng)護(hù)效果。

針對(duì)具體的覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)方式，可以按以下步驟進(jìn)行養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑后的3～12小時(shí)內(nèi)，需采取覆蓋措施，如麻袋、塑料布進(jìn)行覆蓋，保持濕潤(rùn)狀態(tài)。外加劑混凝土養(yǎng)護(hù)至少兩周，硅酸鹽或普通水泥混凝土不少于一周。溫度≥15℃時(shí)，前三天白天澆水3小時(shí)，夜間澆水兩次，保持混凝土表面濕潤(rùn)。處于干燥氣候時(shí)需增加澆水頻率，防止過早干燥。氣溫小于5℃時(shí)禁止?jié)菜?，避免凍結(jié)破壞混凝土。

4結(jié)論

在建筑施工過程中，混凝土裂縫的技術(shù)控制對(duì)確?；炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性至關(guān)重要。通過對(duì)混凝土常見裂縫的分析，可以更好地了解裂縫的形成機(jī)理。通過在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工過程中的細(xì)節(jié)把控以及后期養(yǎng)護(hù)等方面的技術(shù)把控。才能最大程度地減少混凝土裂縫的發(fā)生，保障建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。未來，還需要不斷探索和創(chuàng)新，提高混凝土裂縫控制技術(shù)水平，為建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)更多的力量。

參考文獻(xiàn)

[1]康雄斌.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能及其在房屋建筑施工技術(shù)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2021（06）：9-10.

[2]王顯超.淺談混凝土塑性收縮裂縫[C]//江蘇省第十屆混凝土新技術(shù)研討會(huì).江蘇省硅酸鹽學(xué)會(huì)，2016.

[3]阮隆.建筑地基不均勻沉降造成結(jié)構(gòu)裂縫的處理分析[J].工程技術(shù)（全文版），2017（1）：00234-00234.

[4]余躍進(jìn).大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2015，13（A01）：3.

[5]郭巧林.建筑施工中混凝土裂縫控制技術(shù)的研究[J].居業(yè)，2018（11）：98-99.