混凝土裂缝控制技术在建筑施工中的应用

邱翔

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

混凝土是建筑工程主要材料，施工质量控制十分关键，尤其是裂缝问题的处理具有重要意义。当前，各种矿物掺合料、外加剂的研究逐渐深入，有效改善混凝土质量，但是裂缝问题无法完全避免，还需从施工、养护等方面入手，全面加强施工过程管理，保证工程质量达标，打造优质项目。

1 混凝土裂缝概述

在建筑工程作业中，混凝土是主要原材料，用量大、性能卓越，为现代高层、超高层、大跨度建筑物的发展奠定坚实的材料基础。结合建筑工程案例分析显示，混凝土结构裂缝的产生主要是外部荷载所致裂缝与内应力所致裂缝，后者占比超过80%。

混凝土裂缝一旦出现，极易在荷载的作用下不断扩张，水分、氧气、二氧化碳、有害物质等快速渗透，混凝土性能下降，不仅缩短建（构）筑物的使用年限，更是容易引发严重安全事故，带来严重后果，图1 为混凝土裂缝照片。

图1 混凝土裂缝照片

如何有效控制混凝土裂缝一直是工程界研究的重点所在，对于提高建筑工程品质、延长使用年限等具有重要意义，本文主要着重就此展开详细分析。

2 建筑工程混凝土裂缝类型与控制技术分析

2.1 混凝土裂缝类型

下文主要从结构性裂缝、非结构性裂缝以及施工裂缝的角度，对建筑工程中的混凝土裂缝情况展开详细分析，具体如下：

2.1.1 结构性裂缝

结构性裂缝也称为是受力裂缝，此类裂缝的出现往往是较为危险的，必须做好裂缝原因分析，并采取针对性的处理措施（见表1）。

表1 结构性裂缝原因与特征表现

2.1.2 非结构性裂缝

根据上一小节分析可知，非结构性裂缝的数量要占绝大多数，具体如下：

（1）塑性干缩裂缝：此类裂缝主要是混凝土硬化前，表面水分快速蒸发所致，多数出现在大块板面上；

（2）塑性沉降裂缝：国内建筑工程中混凝土施工以泵送为主，极易泌水，引发塑性沉降裂缝；

（3）干燥收缩裂缝：混凝土硬化期间，一直存在干燥收缩的情况；

（4）自生收缩裂缝：基于水泥水化的影响，当外界无水分补给的情况，毛细水负压导致体积出现变化，主要影响因素是水灰比。

2.1.3 施工裂缝

施工裂缝主要表现为钢筋裂缝、蜂窝、网状裂缝以及接槎裂缝等，主要产生原因包括：

（1）施工中水灰比不达标，塑性混凝土下沉，形成沿钢筋裂缝；

（2）混凝土振捣不达标，浇筑过快，板与墙、梁交接位置出现裂缝；

（3）混凝土运输时间长，坍落度不足，出现网状不规则裂缝；

（4）模板强度不达标，出现变形的情况，导致混凝土构件变形引起裂缝问题。

2.2 混凝土裂缝控制技术

针对建筑工程中的混凝土裂缝问题，下文主要从材料性能改善、构件性能改善以及施工控制两大方面进行论述，具体如下：

2.2.1 材料性能改善方面

在混凝土材料性能改善方面，主要有如下几种方法：

（1）掺入细磨粉煤灰或矿渣：通过此方法替代一部分水泥，减少混凝土水热化，减少温缩裂缝的产生；

（2）掺入外加剂：包括减缩剂、减水剂、抗裂防水剂、膨胀剂等，具体功能如表2 所示。

表2 外加剂功能

2.2.2 构件性能改善方面

（1）掺入纤维：钢纤维具有较大弹性模量，可提高混凝土抗拉极限应力，施工成本较高；

（2）采用预应力混凝土：可节省钢筋用量、降低混凝土标号，多用于大型公用基础设施、大型场馆。

2.2.3 施工控制

建筑工程混凝土浇筑施工情况，也直接影响裂缝问题的出现，具体要点如下：

（1）严格按规范流程作业，根据施工方案落实浇筑、振捣工作，保证混凝土成型质量、强度满足设计要求；

（2）施工中适当采用物理降温方法，减小水化热，如冰冻粗骨料、埋设冷水管道等，防止混凝土出现裂缝；

（3）科学养护，包括覆盖养护、洒水养护等，养护时间≥7d，严禁随意缩短养护时间，导致混凝土表面出现温缩裂缝等。

3 工程案例

3.1 工程概况

本文仅以某住宅项目为例展开分析，此项目总建筑面积139222.74m2，包括8 栋高层建筑、1 个大型地下车库。本项目采用商品混混凝土施工，目前通过工程实体观察发现4 种裂缝，包括地基不均匀沉降所致裂缝（竖向裂缝）、温缩裂缝（八字形裂缝）、大梁处裂缝（施工所致）、现浇楼板板角裂缝（贯通缝）。

3.2 混凝土裂缝控制技术

经综合分析，本项目主要采取以下措施控制混凝土裂缝，具体如下：

3.2.1 膨胀剂使用

本项目经综合分析，决定选择添加膨胀剂的方式提高混凝土自身抗裂性，拟配置四种自制的膨胀剂，见表3。

表3 自制膨胀剂

结合试验分析，本项目膨胀剂选用情况如下：

（1）地下室底板混凝土：P2 膨胀剂10%；

（2）上部结构墙板、现浇楼板、梁混凝土：P4 膨胀剂10%。

3.2.2 施工防裂措施

（1）混凝土运输

本项目采用混凝土掺入膨胀剂后，还需合理规划好运输路线、车辆等，采用专用混凝土搅拌车。

（2）混凝土浇筑

本项目采用膨胀混凝土后，相应的需调整模板体系、布料形式与振捣工艺，具体如下：

①模板体系：本项目选取地下室长24m、高5.6m 的混凝土墙板模板展开分析，对比竹胶板与钢模支撑系统显示，钢模施工的混凝土墙板裂缝数量更少，多数出现在7d 后，顶板部位两种模板使用下的混凝土裂缝差异不大；②布料形式：本项目地下室一次浇筑长，具有明显的纵深狭长特征，综合分析后采用整体性水平分层布料形式，可较好控制每层布料厚度，施工中实时检查模板支撑系统是否松动、墙/柱钢筋是否偏位、预埋套管是否移位，保证浇筑质量达标；③振捣工艺：采用插入式振捣器+平板振动器，前者用于分层振捣，后者用于表面振捣密实，保证混凝土表面质量合格，减少裂缝的出现；④混凝土养护：拆模时混凝土强度≥2.5MPa，本项目通过1d、4d、7d 拆模试验显示，拆模时间越短裂缝越多，综合考虑模板周转成本最终选定7d 拆模；混凝土浇筑时温度与气温接近为宜，一般控制在8～18℃；本项目混凝土重点养护部位是墙板，将模板支撑螺栓松开，用皮管往里浇水，延长拆模时间；拆模后，采取洒水+薄膜养护方法，养护时间≥14d。

3.3 混凝土检测

本项目施工完成后，对墙板、底板混凝土进行检测显示，观感质量良好，中后期处于补偿收缩状态、抗压强度符合要求。

4 结语

综上所述，我国建筑工程混凝土施工质量，在一定程度上直接决定项目后期使用舒适性与安全性，对此必须将裂缝控制作为重点来抓。建筑混凝土裂缝的产生，主要与材料本身、施工过程相关，一方面需合理进行混凝土配制，掺加适量的减水剂、膨胀剂等，可通过试验确定掺量；另一方面加强施工过程控制，包括运输、浇筑、振捣以及养护工作等，保证混凝土强度达标，减少裂缝的产生。