试论混凝土在土建施工中的开裂成因

何新波

【摘要】在目前的建筑工程领域内，混凝土结构在众多结构形式中，如钢结构、砌体结构等，仍然保持举足重轻的地位，这既基于混凝土结构的承载合理，也基于混凝土本身的良好性能。但是，混凝土结构也存在着不容小觑的弊端，其中，混凝土开裂就是十分值得关注和改善的问题。本文就混凝土在土建施工中的开裂作出讨论，介绍其开裂成因及应对措施。

【关键词】混凝土结构；开裂；裂缝控制

就目前的土建工程而言，混凝土是运用最普遍的建筑材料。这种由水泥、碎石、砂、水和外加剂拌合而成的材料，经过硬化，成为具有强度的人造石材，广泛应用于钢筋混凝土结构、剪力墙结构、筒体结构等结构形式中。其中，作为粗、细骨料的碎石、卵石和砂在混凝土中起支撑水泥浆形状的作用，水和水泥经搅拌形成水泥浆，包裹在砂、石表面，并填充在粗细骨料的缝隙之间，在混凝土拌合时起润滑作用。在硬化的过程中，水泥浆类似胶合剂，通过收缩变形将骨料胶和起来，成为坚硬具有强度的整体。外加剂通过改善混凝土从拌合、凝结到成型各个过程中的不利因素，从而使混凝土强度升高，耐久性增强，具有更优质的性能。

、混凝土裂缝的种类

混凝土结构形成的裂缝根据对结构安全性稳定性是否有危害，将其分为有害裂缝和无害裂缝。从广义来讲，裂缝对混凝土结构的耐久性产生影响，那么属于有害裂缝。表现形式有：裂缝的密度呈网状；裂缝贯穿结构层；裂缝中有渗漏水；裂缝的深度抵达构造钢筋；裂缝宽度大于0.2mm，且无法自愈等等。出现以上情况，需要仔细检查裂缝位置，分析裂缝原因，及时加固修补，防止由裂缝引起的事故发生。

没有出现以上情况的，大体上可归纳为无害裂缝，例如结构梁上可能出现的塑性铰，就是无害裂缝的一种。但是，绝不能忽视任何一处开裂，需要在仔细甄别裂缝类型之后，分析其成因，并及时采取措施，防止无害裂缝发展成有害裂缝，对建筑结构的稳定造成威胁。

2、混凝土裂缝的成因

混凝土形成裂缝的原因有很多种，在土建施工中，混凝土自身制备和施工工艺都有可能成为混凝土开裂的原因。

2.1混凝土制备过程产生裂缝

混凝土在制备过程中，需要注意以下几点：

（1）混凝土本身具有强度、耐久性、变形特性和和易性等几种性质，基于对此的不同要求，并受控于经济、适用的目的，制备混凝土之前需要合理地选用原材料，经计算，确定合适的配合比。

（2）用于实际工程的混凝土常常可在搅拌站集中搅拌或在现场搅拌。做好计量工作，要求精准，砂石的允许偏差应小于3%，水泥的允许偏差应小于2%。投料顺序一般是先投砂石骨料，再投水泥，最后加入水和外加剂。搅拌时间应符合相关规定，不少于最短时间。

（3）在混凝土搅拌站搅拌后的混凝土料浆，通常用料斗、皮带运输机以及搅拌运输车输送到现场。已经就位的混凝土料浆，需要进行振捣后密实。振捣混凝土时需要注意：应分层振捣，每层混凝土厚度不应超过振动棒的1.25倍；振捣上层时，振捣棒需要插入下层混凝土一段距离，且要在下层混凝土初凝之前进行。

（4）混凝土养护的原理是混凝土本身的水化作用，使其硬化，具备一定强度。养护的条件需要格外严谨，常见的养护方法除了自然养护和蒸汽养护外，蒸压养护、电热养护和红外线养护也逐步被相关行业认可。养护的关键在于对混凝土温度和湿度的控制，工地上常采用覆盖篷布、塑料布等将有待养护的混凝土紧密遮盖起来，温度的标准养护条件是20±2°C，湿度不低于95%。

在混凝土的制备过程中，某些步骤的控制不严格，就容易出现开裂。

（1）配合比不合理引起的裂缝。由于混凝土是非均质的固、液、汽三相体，在整体体积变化过程中，即使各部分结合再紧密，也会受到不同物质体积变化差异带来的限制。在混凝土的凝结硬化过程中，总体积和液相体积不断减少，气相体积在不断增大，这一变化及其容易引起裂缝的生成。例如水泥浆较之于骨料的百分比过低，混凝土干燥收缩，终凝结束形成整体之后，可能出现程度不等的裂缝。但这种裂缝在浇筑后及时采取有效的养护措施，可以获得明显的效果。所以，将混凝土原材料调配到最佳比例，是避免其开裂的根本方法。

（2）养护条件不当引起的裂缝。在养护过程中，自然环境会对混凝土造成一定的影响。其中，日照、淋雨、骤冷骤热都是导致裂缝最常见的原因。其原理是：混凝土作为具有热胀冷缩性质的物质，当外部温差骤然增大，混凝土内部结构将产生变形，但约束使其不能在外形上产生明显变化，只能产生结构间相互作用的应力。当应力超过混凝土本身的抗拉强度，就会出现不同程度的裂缝。这些裂缝通常宽度、深浅大小不一，且走向无规律，但若不及时查找原因并采取措施，很容易造成后期危害。另外，干热和气流运动剧烈的天气，也容易造成裂缝。其原因是混凝土在凝结过程中失水过快，使得骨料密度升高，由于自重而下沉。在钢筋混凝土结构中，砂石等骨料的下沉还可能受到钢筋阻挡，这样便形成钢筋方向的裂缝。总之，为了避免开裂，养护混凝土是需要实时监控的过程。

2.2 混凝土施工过程产生裂缝

在施工过程中，由于施工材料的选用不合理，施工环境条件、气候条件不适宜，浇筑混凝土顺序、水化热的控制及养护措施不得当等，都会出现混凝土开裂。

2.2.1 钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋混凝土在砌筑完毕之后需要加上一层保护层，通常由不同的混凝土等级和钢筋配筋率决定。但当混凝土保护层厚度不够，或是混凝土本身质量不达标，钢筋表面暴露在空气中，或裂缝已深入到钢筋，空气中的水蒸气、二氧化碳等物质与钢筋相互作用，极易使钢筋腐蚀。这种现象一旦发生，钢筋便会体积膨胀，由于自身应力，使包裹在钢筋外侧的混凝土开裂甚至剥落，最终导致裂缝增大，甚至结构破坏。这种裂缝的危害性极大，补救措施也不甚容易。所以在浇筑钢筋混凝土结构时，一定保证钢筋的配筋率和混凝土保护层厚度达标。

2.2.2 沉降引起的裂缝

在建筑工程的地基较差，即土质松软不均匀，回填土不密实时，或者用于支撑的模板刚度不够，支模间距过大，很可能造成由混凝土不均匀沉降、受压而造成的裂缝。特别是在凝结过程中，混凝土由于不均匀沉降，或是受到模板不均匀的侧向力，导致内部结构错位甚至拉裂，产生贯穿性裂缝，严重时会产生强度破坏、建筑物受损。所以这要求浇筑混凝土之前一定要检查地基的坚实程度是否符合标准，不符合的尽快处理。模板必须处理干净，缝隙需拼接严密，表面需平整。

2.2.3 荷载左右引起的裂缝

不论在施工过程中，还是工程竣工之后，荷载作用始终贯穿其中。大风、大雪、地震、爆炸等偶然荷载，或者可变荷载的估计不合理，都可能会引起混凝土结构在工作状态中出现损害。这种裂缝控制的关键在于工程设计阶段，結构设计人员需要将各方面风险考虑在内，选择合理的计算模型，设计具有足够强度、刚度、稳定性的混凝土结构，不能单为经济效益而丧失对结构稳定性的保障。

结 语

在混凝土结构的施工过程中，裂缝的出现虽然不能完全杜绝，但合理控制各个步骤的影响因素，仔细分析出现原因，及时采取措施，都会减少混凝土结构的开裂、损坏等质量问题。除此之外，相关人员应当从改良施工工艺、研制新型外加剂的方向入手，总结经验，在混凝土结构的发展中发挥良好的推动作用。

参考文献

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