建筑混凝土裂缝的类型、成因及预防措施

建筑混凝土裂缝的类型、成因及预防措施朱丽梅（兰州高科红星房地产开发有限公司，甘肃兰州730030）。引言我国修建的建筑结构主要有混凝土结构、钢结构、砌体结构和木结构。其中，由于混凝土结构具有易于就地取材、可模性好、耐久性和耐火性好、现浇混凝土结构整体性好等诸多优点，成为目前使用最广泛的建筑结构类型。然而由于内外因素的作用，混凝土结构不可避免的会产生裂缝，而裂缝是促使混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因，也是降低建筑结构可靠性的重要因素，对建筑空间使用的安全性会造成严重威胁。为了预防建筑工程中混凝土裂缝的产生,对建筑结构混凝土裂缝的类型进行详细的总结，对裂缝的成因展开细致的分析，并就裂缝的预防提出有效的措施具有重要的理论和现实意义，可以为施工单位和相关技术人员提供参考。1建筑混凝土裂缝类型1塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝是混凝土结构中一种常见的裂缝类型。混凝土刚刚浇筑完成以后，直至初凝以前都处于塑性状态，固体颗粒在减水剂的影响下容易形成溶剂化层，在混凝土的表面处形成水泥浆。浇筑时混凝土所含的水分较多，若环境较干燥、温度较高且风速较快，如果没有及时覆盖养护，经过长时间的风吹日晒，水分就会迅速挥发，混凝土表层脱水速度远比混凝土内层快，面层体积收缩较大，而内层体积收缩较小，此时混凝土还没有产生足够的强度，还不足以抵抗这种变形就会产生裂缝，这种裂缝就是塑性收缩裂缝。塑形收缩裂缝具有以下几个方面的特点：一是常常沿着箍筋或者受力钢筋的方向规则的分布，并且裂缝宽度较大；二是出现在混凝土板、梁等有大面积暴露表面的结构中，往往呈现出直线形状，并且延伸长度有较大差异；三是主要发育在结构表面较浅的区域，有时也会出现贯穿整个结构的情况，会对混凝土结构的强度产生较大影响。化学反应膨胀裂缝因为碱骨料反应、硫酸盐侵蚀或者水泥安定性不良等因素使混凝土内部产生不均匀膨胀而产生的裂缝称为化学反应膨胀裂缝。这种裂缝出现的部位不规则，表现形式为网状或者龟裂状，多出现于混凝土凝结硬化中期。其中碱骨料反应是骨料中活性SiO2与混凝土中的碱（Na20、K20）在潮湿环境下发生反应，生成一种无胶凝性能的凝胶体，反应后体积迅速膨胀，最大可达原体积的4倍，进而产生膨胀裂缝；碱骨料反应产生的膨胀裂缝宽度通常情况下比较小，但有时也可达数厘米，对混凝土结构的可靠性影响比较大。而水泥安定性不良和硫酸盐侵蚀都是因为在混凝土凝结硬化后生成钙矶石而导致混凝土出现膨胀裂缝。沉降裂缝沉降裂缝是比较常见的一种混凝土裂缝，主要是由于沉降不均导致的。在建筑工程中，沉降裂缝主要是在墙面上沿水平钢筋布置方向出现，分布比较广。裂缝方向为贯穿或者进深，与沉陷方向相同，沉陷较大时通常会出现错位，沉陷量越大，裂缝宽度越大。形成沉降裂缝的方式主要有两种，一种是在混凝土拌合物浇筑后，由于混凝土拌合物内的粗骨料下沉，底部化合水及空气等密度较小的物质上升，当粗骨料遇到钢筋而停止下沉时在沿钢筋位置处产生收缩裂缝，此类裂缝不影响混凝土构件的竖向承载力，但对混凝土耐久性有一定的影响。另一种是建筑地基在施工中由于外界因素的影响，可能发生沉降现象，如果沉降不均匀，则会导致混凝土产生裂缝，进而影响建筑结构的稳定性与安全性；同时，在管线或者管道等开挖回填中，由于土壤压实不均，也可能在混凝土中出现沉降裂缝，这类沉降裂缝对建筑结构的承载力有较大影响。温度裂缝温度裂缝往往发生于大体积混凝土结构的表面或者温差较大地区的混凝土结构中，主要是因为混凝土内外温差过大，混凝土结构内部产生拉应力造成的。温度裂缝在建筑工程施工中较为常见，混凝土施工过程中的硬化和水化都会产生大量热量，混凝土温度会随之上升，混凝土水化期间，温度越高，混凝土凝固产生的热量便越大，若外界温度比混凝土水化温度低时，内外产生较大的温差，当温差达到特定条件，导致材料产生拉应力，若拉应力超出混凝土结构的抗拉性，则会出现裂缝。此外，在混凝土凝固期间，也可能会受到空气湿度的影响，若湿度过小、空气较为干燥，混凝土也会在干缩作用下，产生裂缝。2建筑混凝土裂缝成因1材料质量不合格部分建筑工程施工单位，为了加快工期、降低成本、追求效益，并没有按照相应标准或要求严格采购相关原材料。原材料质量不满足设计要求是引起混凝土产生裂缝的重要原因，比如水泥、砂、石以及必要的外加剂等材料的质量不合格都会严重影响混凝土的质量，从而可能造成混凝土结构产生裂缝。具体表现在以下两个方面：一是原材料不合格会对混凝土的强度产生影响，一旦强度不达标，就会导致混凝土结构难以承受相应荷载而产生裂缝；二是原材料不合格会对混凝土耐久性产生影响，这会导致混凝土比设计时间更早产生裂缝。配合比不当原材料的配合比不合理也是导致混凝土产生裂缝的重要原因，这会影响混凝土结构的抗拉强度。材料配合比不合理主要指含砂率不当、水灰比不当、骨料不佳等，试验证明：当用水量不发生变化时，水泥量每增加10%,混凝土的收缩会增加5%；如果粗细集料的含泥量过大、集料级配不恰当，极易增加混凝土的收缩，进而产生裂缝；骨料越细，针片状集料的含量则越大，混凝土用水、用灰量的增加也会导致其收缩量增加；水泥越细、等级越高，对混凝土裂缝的影响则越大［1］。结构设计不合理结构设计不合理也是建筑工程中混凝土裂缝产生的常见原因。结构设计不合理主要表现在以下几个方面：一是结构预应力设计不合理，施工中会导致混凝土构件出现裂缝；二是当混凝土结构断面发生变化,其结构应力会不断增加，进而也会出现裂缝；三是当钢筋配置不合理,可能会降低结构稳定性从而导致裂缝出现。施工不规范随着建筑结构不断向多样化和复杂化方向发展，混凝土施工技术的要求也越来越高，相应的施工难度也越来越大。但是部分施工企业却很少投入经费进行施工技术研发和技术人员的培训，施工过程中，部分技术人员主要根据自身经验进行施工，并没有严格按照相应的施工规范进行操作，施工存在较大的随意性，从而影响混凝土的施工质量,引发混凝土裂缝的产生。常见的不规范施工现象包括：（1）混凝土振捣顺序和方法不当；（2）不对混凝土构件进行养护或者不按规定进行养护；（3）混凝土浇筑时落程或浇筑层厚度过大；（4）混凝土强度低于拆模强度而过早拆模；（5）施工单位擅自处理质量缺陷；（6）混凝土浇筑过程管理不当、布料不均。3建筑混凝土裂缝的预防措施1合理配置混凝土原料混凝土的拌和是混凝土结构施工中的重要环节，拌和的前提是选择合理的原材料配合比。在混凝土拌和过程中，应选择低水化热水泥，优化水料配合比，并在浇筑期间添加毛石等，提升热量吸收率，毛石体积应控制在水料总量的30%以内。同时，在确保混凝土强度的基础上，适当增添一些复合液，减少其中的水泥含量，进而减少水化热情况。增添复合液之后，混凝土更加容易抹平，并且有助于减少水分蒸发,防止出现干燥收缩现象，避免裂缝的产生。当混凝土发生收缩反应时,适当增添减水防裂剂，以减少用水量，改善泥浆的浓稠度，有效把控泌水现象，减少沉降、收缩的发生频次，也可减小裂缝出现的概率［2］。此外，外加剂的添加有助于增强混凝土的密实度，加快水泥浆、骨料的结合，提升抗收缩能力，进而避免裂缝的产生。加强温度把控温度是影响混凝土裂缝产生的重要因素之一，加强温度把控的力度，为混凝土施工营造良好的温度环境非常重要，可以采用以下一些手段:(1)在大体积混凝土施工中，应当构建完善的温度管控体系，严格按照质量控制与管理的需求，配置合理的技术人员和实验设备，按规定开展相应的实验，根据实验结果，选择合适的温度参数。(2)在混凝土浇筑期间，由专人负责检测混凝土入仓的温度以及坍落度，在拆模之后，仔细检查外观质量，一旦出现裂缝、蜂窝等质量问题，应及时进行处理。(3)在养护环节作好周围环境温度、温差等各种数据的监测，实时反馈混凝土浇筑物的内部温度变化，为施工人员的温度把控提供参考,温度监测频次应保持在每天两次以上。(4)混凝土施工时最好避开超高温、超低温天气，如果遇到无法避免的情况，应根据实际情况采取恰当的措施：在高温环境下，通过对浇筑区域洒水，以控制其表层温度；在低温环境下，做好施工场地、材料的预热工作，并做好防冻工作，防止混凝土在凝固之前出现冻裂现象［3］。加强施工过程控制混凝土施工过程应严格按照规范的施工流程进行操作，确保混凝土施工质量，有效避免裂缝的出现。施工过程可采用以下的控制措施：(1)在浇筑之前，全面检查钢筋工程，观察其是否满足浇筑需求，一旦发现问题，应及时进行处理，确保混凝土浇筑的顺利进行。(2)安排专人负责施工监督，保证施工流程的规范化。在混凝土浇筑过程中应严格遵循从里到外的原则，连续完成浇筑，不可间断。(3)把控好落管的位置，使其与浇筑面之间保持合适的距离，防止发生离析现象。(4)控制好振捣质量，由专人负责振捣工作，把控好振捣的时间、频率等，防止出现漏振等现象［4］。在振捣期间，应增加模板的强度，防止爆模，对于结构较大的可以单独进行浇筑，若某部位无法进行连续浇筑，则可以在其剪力较小的区域预留施工缝。注重后期养护混凝土养护最重要的环节则是保温养护，其目的是降低构件的内外温差，以减小其自约束应力，把控降温速度，借助混凝土的抗拉强度,提升其抗裂性能，防止因温度因素导致裂缝的产生。适宜的温度养护环境能够降低其内外温差，减小温度应力，防止出现应力松弛、混凝土干裂等现象，有效减少塑性收缩裂缝的发生频次。在养护期间，确保混凝土内外温差低于25℃,混凝土养护是保证质量的关键环节，若养护工作不到位，混凝土强度会大大降低，甚至无法补偿失水现象,导致裂缝出现。做好模板拆除工作混凝土浇筑之前，通常会布置好模板，以更好地支撑混凝土，便于其凝固成型，在完成混凝土浇筑之后，尽可能延后拆除模板的时间，保证混凝土凝固彻底并达到预期强度，能够减小裂缝出现的概率。4结束语通过对建筑混凝土结构常见裂缝的分析，总结得出建筑裂缝主要包括塑性收缩裂缝、化学反应膨胀裂缝、沉降裂缝和温度裂缝四种类型；剖析得出产生这些裂缝的原因主要包括材料质