建筑结构设计中混凝土裂缝的防治探究

毕莹 索楠

1. 青岛能源设计研究院有限公司 山东 青岛 266035；

2. 青岛环境工程设计院有限公司 山东 青岛 266035

1 建筑结构设计中混凝土裂缝的主要危害

①致使钢筋锈蚀，破坏混凝土的粘连性。在钢筋混凝土建筑中，钢筋包裹在混凝土中，不易生锈，由于混凝土的pH值呈弱碱性，对钢筋也起到一定的保护作用。但是，混凝土结构裂缝的出现，导致钢筋与混凝土结构分离，钢筋失去混凝土碱性环境的保护，与水分和空气接触，特别是在高湿度环境中，加速了钢筋表面的腐蚀，进而影响混凝土结构的性能和耐久性。此外，钢筋的腐蚀也会对混凝土裂缝产生作用，削弱钢筋与混凝土之间的黏结力，容易在钢筋方向形成较大的裂缝。此外，在湿气和空气的作用下，钢筋的腐蚀程度将加深，建筑物的支撑功能将完全丧失。如果不采取有效措施及时补救，将直接导致建筑物倒塌。②严重破坏混凝土结构，造成建筑物倒塌。一旦建筑物出现裂缝，水很容易沿着裂缝进入建筑物。如果此时再加上极端天气，如发生冰冻灾害，裂缝中的水会结冰，体积会在裂缝中膨胀，从而对裂缝产生向外的膨胀力，使裂缝的宽度和深度继续增大，破坏混凝土结构。如果不及时修复，任其发展，就会形成有害的裂缝，严重影响建筑物的结构性能、使用功能和耐久性，甚至直接导致建筑物倒塌，对社会和人民的人身财产安全构成威胁[1]。

2 建筑结构设计中混凝土裂缝问题的原因

（1）发生沉陷裂缝。在施工过程中，当混凝土构件不能自然均匀下沉时，会出现沉降裂缝，严重影响建筑物的施工。这种混凝土裂缝问题与自然灾害的发生有很大关系。建成的房屋在使用过程中，长时间浸泡在污水或雨水中，会发生整体沉降，从而导致沉降裂缝的发生。沉降裂缝的发生与混凝土的质量有着重要的关系，也与建筑物的位置有着直接的关系。因此，在建筑施工过程中，必须对建筑物的位置进行评估，从而确定合适的施工方法，这样才能更有效地提高我国的建筑质量。

（2）混凝土干缩裂缝。在建筑的实际施工过程中，混凝土硬化过程中会发生水分蒸发，导致混凝土表面干燥收缩。当这种收缩发生到一定程度时，就会使混凝土产生裂缝，导致建筑物的结构变得破旧。这种裂缝一般发生在混凝土表面，且发生深度不太深，对建筑物的危害远小于前两种裂缝。但这种裂缝会直接影响建筑物的使用，并会大大缩短其使用寿命。因此，当裂缝较浅时，可以忽略不计，但如果裂缝达到5mm，必须采取适当措施加以改善，以免对建筑物的施工和使用造成更严重的影响。

（3）温度引起的混凝土裂缝。一般情况下，由温度引起的混凝土裂缝非常罕见，通常是由于混凝土所在区域温差过大，施工人员的养护措施没有及时落实所致。温度引起的裂缝有多种原因。最重要的原因是有两个主要原因。一是季节与昼夜温差较大时，会导致混凝土温度裂缝，这在实际施工过程中非常多。大型工程的施工期将跨越多个季节，在热胀冷缩过程中会导致混凝土产生裂缝，而且施工人员没有根据天气和温度的变化改变混凝土的配比，也没有采取适当的养护措施施工过程中的混凝土裂缝。另一个主要原因是施工过程中混凝土外层与水泥释放的热量之间的温差较大，这种情况下产生的裂缝远比其他情况深，施工过程中发生的概率也远高于其他情况。因此，这种情况应该引起更多的关注。

3 混凝土裂缝的防治对策

（1）结构设计。从结构设计上采取相应措施控制裂缝：①荷载分布应均匀：根据周围地质环境的实际情况，从地基结构的稳定性分析应力，保证地基结构不会发生不均匀变形或沉降；②合理的平面设计：保证其符合平面规则，减少凹凸表面对混凝土的影响。③合理配筋：如掌握配筋率，施工配筋设置。

（2）混凝土材料及配合比。①混凝土材料应严格按照国家有关行业规范和标准，不得选用劣质材料；②在选择水泥时，应选用实际工程性能较高的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。提供耐热、耐水、耐腐蚀、水化热低、干缩小的水泥。③在骨料的选择上，应尽量选择孔隙率小、级配好、中砂干净的骨料。④在混凝土配合比的过程中，应严格按规定进行相应的设计，并计算出水泥与水的相应比例，以提高混凝土的强度和抗渗性。

（3）温度控制。温度对混凝土有很大的影响。如果施工人员能够控制混凝土内部温度，就可以减少混凝土裂缝的可能性，从而保证混凝土内部的水分不会迅速流失。混凝土浇筑作业前，施工人员应先在混凝土内部埋设热电耦合温度计，观察混凝土内部温度的升降，然后通过一些科学有效的保温措施控制混凝土周围的温度。例如，在混凝土表面覆盖两层农用薄膜，以达到保温效果。在保温过程中，施工人员还应注意保持混凝土表面清洁，及时清除杂物。保温工作完成后，施工人员应用水冲洗混凝土，保持混凝土干燥，并严格监督各项技术的实施，以提高混凝土的稳定性和适用性。

（4）建设和外部因素。考虑到施工过程中天气对裂缝的影响，应避免在恶劣天气下施工。注意温度的控制，避免温差过大造成问题。同时，还应注意混凝土的现场养护。施工人员应尽量减少表面混凝土的暴露时间，并及时用篷布和塑料布覆盖混凝土外露表面，防止表面水分蒸发，保证现浇混凝土施工质量。混凝土终凝后应立即养护，以控制施工现场混凝土的坍落度。

4 结束语

在现浇混凝土建筑结构的设计过程中，要考虑其荷载作用、建筑的平面和空间结构、工程材料等外部构件的选择以及浇筑后的养护工作。随着社会科学技术的发展，新型可替代材料不断涌现。工程设计人员应主动按规范采取各种防治方案和更合理的设计施工措施，确保裂缝宽度在一定的可控范围内，从而达到在建筑结构设计中预防和控制混凝土裂缝的目的。