基于混凝土裂缝控制技术在房屋建筑施工中的应用

岳志合 李宏立

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000)

近年来，国民经济的快速发展与建筑业的强势支持不可分割。建设已成为国民经济的主要支柱之一。随着建筑业领域的不断建设和大型住宅建筑项目的规模密集结构，具体建设量的增加，裂缝的可能性也在增加。目前，质量问题逐渐成为建筑业的重要焦点。在建筑工程过程中，混凝土裂缝直接影响主要结构的耐用性和安全性。因此，采取有效措施控制混凝土裂缝是建筑单位的主要挑战目标。

1 混凝土裂缝的成因与影响

影响房屋建筑工程混凝土施工的因素很多，由于混凝土的形状和性能不同，出现裂缝的情况很多，一般而言，导致裂缝的主要因素是：结构变形，负荷等，即由混凝土裂缝和混凝土裂缝引起的沉降过程引起的温度变化。此外，主要裂缝的类型可分为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝等，因此主要影响因素会受到地震、冻胀、火灾、剧烈撞击等各种环境因素的影响。在施工过程中应该明确裂缝的类型以及成因，更好的找出裂缝补救方法。其中裂缝可能是由于现场振捣不当、材料混合不当造成的，在不合格的材料实验中可以发现它们的实际内部影响。

混凝土是房屋建造中常用的主要材料之一，其是由骨料、水和水泥按一定比例混合而成。不同的物质有不同的物理性质和化学性质，在物料混合出现化学反应条件下，含水量变化加快。因此受到现场处理技术是否规范、内部约束、收缩变形和结构荷载的共同作用下，会导致混凝土开裂[1]。如果建筑部件的最小尺寸大于800mm，则通常可以定义为质量混凝土。质量混凝土将产生大量的水化热量。如果没有正确处理，会导致严重的结构裂缝，这不仅会影响建筑装饰的美观，还会直接降低建筑物的正常使用寿命和安全性。

1.1 骨料反应

由于混凝土的热量是由内向外辐射的，所以混凝土的内外环境会有一定的温差。当温差超过混凝土的法向内力时，就会出现裂缝。夏季温度对裂缝宽度的影响比冬天大，混凝土和砖之间的温度裂缝是由它们的线膨胀系数不同引起的。因此，在混凝土搅拌施工的振动方法中，需要采取各种控制冷却温度的方法，并实施散热处理，以减少内部骨料化学反应的直接影响[2]。

1.2 环境影响

外部环境因素的影响包括火灾、地震、猛烈碰撞等意外因素和高温、雨雪、潮湿等自然因素。自然因素对混凝土开裂的影响较大，当混凝土开裂时，水分迅速流失。混凝土浇筑现场内外温差有时由于高温气候导致水分流失过多，必须注意温度控制与湿度控制以及后期养护。混凝土在低温条件下浇筑时，内外环境温差极易收缩，拉应力过分集中，混凝土开裂[3]。如果外部环境的温度高而且湿度低，那么混凝土结构表面的水分会快速被蒸发，导致内部和外部收缩不一致从而出现裂缝问题。外部温度过低也会影响混凝土的结构问题，因为混凝土内部化学反应需要一定的温度，如果温过低，不仅仅内部水化反应难以进行，而且混凝土内部的水可能会结冰导致整体结构彻底破坏。

1.3 养护不当

混凝土在浇筑后的固化过程中由于外部环境以及内部反应会失去大量水分，从而实现强度增加的固化，外部环境的温湿度直接影响混凝土的最终成型，如果应力过大，或者表面或结构出现不同程度的发展，过早出现深浅裂缝，会影响建筑结构的正常使用。此外，由于养护不当导致钢筋外露后长期腐蚀也可能使得混凝土结构存在裂缝，因此施工的每一个环节都有可能导致裂缝的出现，需要仔细判断与纠正。

2 常见的裂缝类型

2.1 收缩裂纹

当混凝土材料用于土木结构施工时，通常会在混凝土中加入适量的水，以提高混凝土的和易性。多余的水分蒸发，混凝土逐渐失去体积，最终出现收缩裂缝。混凝土的收缩与很多因素有关，在施工时必须加以控制。这些裂缝的主要原因是混凝土骨料在沉降时被堵塞。这些裂缝大多发生在浇筑混凝土后0.5h之间，混凝土仍处于塑性状态，主要是由于大的坍落度而导致发生裂缝。

2.2 沉降裂缝

沉降裂缝通常发生在扁平、较薄的结构构件上，造成这一问题的根本原因是混凝土构件所在的下伏土结构比较松软，施工前缺乏专业处理。由于地基浸入水中，结构构件不均匀沉降并最终开裂。如果混凝土中的钢筋不符合实际施工要求，则弦腹杆常开裂。

2.3 温度开裂

造成这些裂缝的主要原因是混凝土浇筑后内部积聚的水化热不易散失，使混凝土内部温度升高，混凝土表面升温较快形成混凝土裂缝。由于内外温差大，使混凝土内部形成压力，表面产生压应力，进而产生拉应力。如果混凝土表面附近的温度梯度大，就会产生很大的表面拉应力，此时混凝土的寿命很短，抗拉强度很低。当温差超过混凝土极限时，抗拉强度会导致混凝土表面出现表面裂缝。这些类型的裂缝通常发生得很早，而且大多是不规则的、深度较浅的、表面性质的，表面裂纹容易产生应力集中，因此裂纹会进一步发展。

2.4 施工质量裂缝

钢筋混凝土结构在浇筑、零件制造、成型、运输、层压、拼装、吊装等过程中，由于施工工艺不合理，施工质量差，可能会出现各种类型的裂缝，尤其是薄壁结构很可能会出现裂缝。裂纹的位置和方向以及裂纹的宽度因原因而异。主要原因是钢筋混凝土保护层过厚或上层钢筋乱扎，使承受负弯矩的钢筋保护层加厚。构件有效高度降低，在受力作用下形成垂直于钢筋的裂缝，混凝土未压实，不规则振动，出现蜂窝状、凹面和空洞，腐蚀或形成钢筋等荷载裂缝，流动性低，混凝土在硬化之前不会振动。如果混凝土搅拌运输时间过长，水分蒸发，混凝土坍落度过低，就会造成混凝土表面不规则的收缩开裂。为保证泵送混凝土时的流动性，可增加混凝土、水和水泥的用量，或因其他原因增加水量。在混凝土凝固硬化过程中收缩增加，混凝土表面出现不规则裂缝。新旧混凝土与接头之间构件表面出现裂缝或局部剥落，或脱模后施加凹陷时模板刚度不足，则采用侧压时浇筑混凝土。由于模板变形，出现与模板变形一致的裂缝。如果施工脱模过早，则混凝土强度不够，构件会在自重或施工荷载的作用下开裂。

3 裂缝控制措施

3.1 合理化配合比

材料混合配比的合理性直接影响到房屋建筑工程中混凝土施工的质量，是决定混凝土质量是否规范的需要。在混凝土质量管理中，应综合考虑浇筑位置、施工工艺、场地条件和技术操作特点，注意混凝土配合比的科学合理，对于粗细骨料的配比进行试验。对于硅粉和高含量细矿渣，必须精确管理原料砂石质量，可根据施工工艺和现场环境条件分级选用添加剂。为了降低耗水量，采用高增塑剂，采用泵铺混凝土加工，冬季施工施加早水补货，加入综合夏季浓度变化，为地下结构添加防水剂，以有效改善混凝土的物理性质。其他特性：如流体变化性能，固化时间和耐用性也可以调整，以满足建筑结构，满足强度要求的可能性，减少混凝土开裂。

在配合比调整中，首先要综合考虑混凝土材料的质量和性能，选用不含砂石的骨料，保证含量低、材料质量符合规定标准。其次，选择水化热低的水泥，保证实用性。另外，在混凝土的捏合中，吸收率较高的骨料可以起到重要的促进水泥吸收效率的提高，增加混凝土的收缩，从而提高混凝土的强度作用。另外，为了促进混凝土透水性的不断提高，需要控制外加剂的用量。最后，配合比设计者必须深入施工现场，根据施工现场的浇筑工艺、工作水平和构件截面，合理选择混凝土的设计坍落度。根据现场砂石原料的质量，及时调整造价，有利于现场构件的维护。根据现场施工温度、气候、工期等因素，调整粉煤灰或减水剂等外加剂的用量，指导施工人员有效进行浇筑、混凝土收缩补偿技术、混凝土养护等操作。

3.2 技术措施强化

在设计混凝土结构之前，需要综合考虑整个结构的强度，特别是高层建筑的板、梁、柱等部位，在房屋建筑工程中受力比较集中，其可以适当提高结构钢的密度，降低裂缝的可能性，并用正确的加固位置和合理的厚度增加强度，这对建筑物整体结构的平衡分布产生了良好的影响，减少了裂缝的发生。在梁、板等应力集中的住房建筑结构施工中，大体积混凝土施工必须根据施工工艺和设计要求进行振捣，保障混凝土的分叠必须保持在均匀合理的水平。浇筑过程必须科学合理，不得随意设置施工缝，同时保持工艺连续性时间，不能太早也不能太晚，避免出现裂缝。

3.3 温度控制措施

控制混凝土的温度和湿度在房屋建筑建设项目中是非常重要的，因此应该采取预防措施并仔细收集处理当地的天气数据，以避免在大雨或大风中浇筑混凝土。在夏季高温时，必须降低主要建筑材料的温度，对砂石料场进行遮阳，泵送混凝土适当添加阻燃剂和塑料防腐剂，以缩短运输时间，同时可以喷洒特殊固化剂固化混凝土。采取措施控制大块混凝土的温度，通过引入冷却水管或冰块，降低内部温度，将内外温差控制在规定范围内。

实施温度裂缝预防措施的关键是在施工中增加混凝土浇筑的时间和速度，控制浇筑过程中的温度。混凝土施工温度最好在28℃以下，如果日均最高温度在30°以上，最好在早上或晚上施工。混凝土采用降温加冰降温控制，储存温度不超过28℃。如果施工现场温度在35°以上，必须立即停止施工。其次，必须处理好骨料、外加剂和水温的用量，确保混凝土表面和内部温度具有良好的一致性，这样才不会出现温度引起的开裂问题。可有效避免内外差异。同时，应提前做好有效的温度控制措施，根据季节、高温、工期等因素，确保混凝土浇筑温度和养护措施。

3.4 合理调整抹压

抹压是混凝土施工的重要环节，如果在实际施工中能够严格按照规范和标准进行，也可以有效防止裂缝。一是根据混凝土浇筑面积、浇筑速度、工人技能、混凝土初、终凝时间确定具体所需人数，并根据实际情况适时增减人数。此外，还需要专业的施工设备，平板振动器、长木铲、木镘都是专业设备。最后，施工人员必须精通摩擦施工技术，对摩擦施工工作有全面的掌控，以确保混凝土在其保质期内的有效利用，最大限度地防止混凝土结构凝结。

3.5 降低水化热

混凝土材料的粒度和外加剂的用量可以有效降低混凝土的水化热，选择水化热低、强度高的水泥是控制发热的重要方法之一。同时应该注意混凝土中添加物质的含量必须符合材料规范的要求，添加的外加剂等直接影响混凝土的各种技术性能。例如，粉煤灰的添加不仅对水泥产生的水化热产生了良好的影响，而且还减少了混凝土浇注过程中的层流量问题。

3.6 养护水平提高

浇筑混凝土后应尽快处理与养护表面，要求较高的表面可多次实施平整与养护。硬化材料可根据不同环境覆盖或喷涂塑料薄膜、硬化剂、湿麻布、湿草帘、锯末等[4]。可根据季节选择养护时间，注意提前养护工作。夏季气温高，养护时间为浇筑完成后24h，如果不仅炎热而且是干燥气候，则需要48h养护保持时间，可以好避免出现表面剥落问题。例如一般硅酸盐水泥和矿渣水泥砂浆的养护时间分别为7d和14d，时间应在规范范围内调整。

3.7 设计注意事项

混凝土裂缝控制设计需要仔细考虑，注意细节，房屋和建筑物不要追求过多的新颖性和特殊性，避免过多的独特造型，产生不均匀的结构压力。也就是说建筑结构要均匀分布，合理分配结构钢筋，设置变形缝，控制伸缩缝间距。同时设计过程中应充分考虑地基，每个地基的垫层厚度应设置不同，并应积极考虑使用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。

3.8 加强技术管理

制定了混凝土浇筑施工过程后，施工单位必须加强混凝土施工管理，严格按照施工技术规范浇注和振动。在混凝土浇注之前准备的模板结构和安装支撑符合标准要求，以防止建筑活动中的模板直接不稳定。除了控制模板清除时间外，应通过有效的管理措施提高施工效果。

4 结 语

目前，许多房屋建筑工程满足了人们改善物质生活环境的需要。房屋建筑工程的质量越来越受到人们的重视。混凝土裂缝的出现直接影响到建筑物的外观和荷载，需要采取有效措施控制裂缝。因此，为了提高房屋建筑工程的整体施工质量，需要采取各种措施来防止和减少混凝土裂缝的发生。