土建施工中混凝土裂缝成因及控制措施

陈炳霖

（河南省工建集团有限责任公司，河南 郑州 450000）

一、混凝土裂缝类型

（一）承载受力裂缝

从荷载受力方向看，可分为混凝土水平构件和垂直构件，其中，水平构建包括直接承受荷载的板、梁，垂直构建包括垂直承受荷载的墙、柱以及建筑基础。从荷载受力引起的混凝土内力角度看，混凝土内应力主要包括拉、压、弯以及复合受力。在这些内力作用下，会产生受拉裂缝、受压裂缝、受弯裂缝等承载受力裂缝。

（二）收缩裂缝

首先，水泥在凝固过程中会发生固化，使水泥胶体体积明显变小，引发混凝土产生自主收缩的现象，这种现象贯穿于水泥固化的全过程。二是干燥裂缝。在混凝土振捣过程中，引发混凝土内部的游离水溢出，在混凝土表面产生收缩现象，随着混凝土静置时间的增加，游离水持续挥发，引发混凝土表层收缩，造成混凝土体积不断减少。在振捣后会发生后泥土离析现象，引起混凝土表层收缩速度加快，从而引发干燥裂缝。三是碳化收缩裂缝。由于混凝土所含的二氧化碳和氧化钙发生化学反应，其化学产物碳酸钙会造成混凝土体积变小，从而产生裂缝。

（三）温差裂缝

此种裂缝产生主要原因为内部、外部之间温差的影响与作用，裂缝的分布存在不规律性。

（四）沉降裂缝

此种裂缝产生主要原因为地基土质松软、具有不均匀性，裂缝一般呈梭形。任何一种裂缝的出现都会对建筑整体质量产生不良影响，为了切实保证建筑安全性和使用质量，应充分重视裂缝问题，结合出现的问题提出针对性解决对策。

（五）构造裂缝

除了由于混凝土内部缺陷引发的裂缝之外，还要由于混凝土发生结构突变、刚度突变等引发的局部裂缝，这类裂缝被称为构造裂缝，具体分为结构裂缝和构件裂缝。结构裂缝是由于刚度不均匀或者体型突变，引发混凝土刚度突变产生约束力，在混凝土结构的薄弱位置累积过多形成裂缝；构件裂缝是由于混凝土结构转角处纵向受力钢筋发生转折，不能有效消除横向附加力，导致传力不平衡而引发混凝土结构局部构件发生构造裂缝。

二、混凝土裂缝的主要危害

土建工程施工时，如果出现混凝土裂缝，将会严重影响工程进度和工程质量，其产生的危害主要体现在以下两方面：（1）一旦出现混凝土裂缝，会导致建筑工程中的钢筋暴露出来，空气中的水分会逐渐渗入到混凝土当中，使其内部受到侵蚀，致使混凝土出现软化，降低工程质量和强度。如果混凝土裂缝未得到及时处理，将会导致裂缝扩大，阻碍后续工程施工。（2）混凝土出现裂缝后，建筑物强度下降，刚性也会受到影响。从物理层面分析，主要是由于混凝土裂缝不断延伸过程中，裂缝位置中心轴会缓慢向上移动。裂缝越严重，产生的形变就越大，破坏建筑稳定性，存在较大安全隐患。

三、混凝土施工裂缝的产生原因

（一）混凝土水灰比及塌落度过大是导致混凝土出现施工裂缝的主要原因，而水灰比会对混凝土强度值产生重要的影响。因此，为了保证混凝土的强度，必须准确计算水、水泥等不同材料的具体使用量。而应用含泥量大的粉砂配制的混凝土强度与规定要求存在一定的差异性，很容易出现裂缝问题。力了满足泵送砼的条件，会将砼脱水，导致砼在一段时间内发生了非常明显的干缩现象，就会导致砼表面出现不同程度的裂缝。

（二）塑性裂缝的产生主要就是因为，在浇筑混凝土之前没有将水洒在混凝土表面，导致混凝土表面始终处于比较干燥的状态，为裂缝的产生提供了机会。

（三）混凝土现浇施工时振捣次数过多，使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，快速收缩了表面体积碳水化，导致混凝土表面出现了非常大的裂缝。

（四）后浇带的处理非常关键，如果没有采取合理的方式进行处理，就会增加板面裂缝的发生机率。为了使钢筋混凝土收缩变形和温度应力问题得到有效的决绝，必须以规范要求为依据，将后浇带设置在合理地位置，但有时如果没有严格按照设计要求设置后浇带，或者施工缝处理不当，就会容易出现板面裂缝。

（五）存在过多的楼板暗埋管线，使钢筋与混凝土的粘结度降低，管边混凝土保护层厚度不足，从而导致混凝土成型后现浇楼板应力无法均匀分布，通过肉眼可以看到裂缝问题，且这些裂缝非常不规则。

（六）在现场施工过程中，没有采取合理的方式控制施工进度，整体施工进度比较快，混凝土强度达不到规定的要求，对后续施工产生了不利的影响；另外，受到重物的冲撞，也会导致板面不规则裂缝的产生。施工现场模板拆除时间不合理，导致混凝土的强度与拆模要求存在较大的差异。

（七）在具体施工过程中，养护工作非常关键，如果没有及时进行养护，也会引发现浇混凝土板裂缝。

四、混凝土裂缝施工控制技术

（一）表面处理法

当土建工程混凝土表层发生轻微裂缝时，在稳定不会发展的状态下，轻微裂缝宽度和深度较小，并不会对混凝土结构性能和安全造成影响，一般可以进行裂缝掩饰和修补，通常采用表面处理法。表面处理法一般针对混凝土表面小于0.2 毫米裂缝进行处理，这些裂缝不会引发混凝土构件承载力发生变化，不会改变构件的稳定性，通过进行表面处理，可以防止外来物质渗入，增强其耐久性。对于表面处理使用材料，在形变性能上要与混凝土材料的性能类似，而且具有防水、防渗透等特性。在裂缝面积较大的情况下，可使用水泥砂浆等材料，根据施工要求和具体情况，采用表面涂抹水泥砂浆法进行涂抹处理。总体来说，表面处理法具有技术可操作性强的特点，但这种方法不适合活动性裂缝的修补。

（二）增大截面加固法

对于一些能够引发安全隐患的裂缝，需要对混凝土结构进行加固处理。其中，在混凝土强度不足造成结构抗力安全问题的情况下，可以采用增大截面法进行处理。在土木工程领域，针对混凝土构件的加固技术通常采用结构加固法，具体来说，就是增加截面面积以提高混凝土结构强度，增大截面法施工简单，但由于截面面积增加，造成构件自重增加，影响了使用空间，同时，由于混凝土结构受力发生变化，对结构安全产生负面影响。增大截面法一般采用钢筋混凝土围套包裹再混凝土结构外层，从而提高了混凝土结构的承载力。

（三）混凝土置换法

对于外表破碎的裂缝，可以采用混凝土置换法进行处理。其施工流程是，对破碎的混凝土进行清理作业，然后对混凝土表层进行打磨，再对表层打磨后的颗粒进行清洁，最后对裂缝进行新混凝土材料浇筑作业。目前常用的混凝土置换材料有水泥砂浆、混凝土以及聚合物砂浆等。

（四）聚脲技术

作为一种新型混凝土裂缝修复技术，聚脲技术具有以下优势：（1）具有优异的力学性能。这项技术具有拉伸强度大、硬度范围广等特点，对由于温差导致的混凝土结构热胀冷缩具有很好的适应性，同时，对混凝土裂缝具有很好的抑制作用。（2）聚脲反应固化速度快，凝胶反应在几秒内就能完成，因此受温度和湿度等外在因素影响较小。（3）施工技术简单，单次喷涂量大，因此喷涂速率较快，效率较高，而且该技术可以进行多种形式的喷涂成型作业。四是聚脲化学活性稳定，不需要添加催化剂，而且使用寿命可以达到七十多年，混凝土裂缝修复质量较高。

聚脲技术包括以下三个施工阶段：（1）对基础材料进行处理。一般包括两个处理环节，一是对材料表面进行清洁作业；二是对材料表面进行打磨作业。（2）进行底涂施工。使用底涂技术，使混凝土与聚脲涂层实现连接。为确保聚脲的附着力，底涂材料需要根据设计配方进行现场配比。（3）进行聚脲喷涂作业。从功能上来说，聚脲技术汲取了表面修补法、灌浆法等传统修补技术，实现了修补和防护的统一，具有节能环保、无污染、无溶剂等优势，应用领域得到快速推广。

（五）粘刚、碳纤维加固法

该技术使用粘结剂，把粘刚或者碳纤维与裂缝进行紧密粘结，从而提升混凝土结构的承载力，这种技术对施工场地空间要求低、加固效果良好，而且施工时间短、工艺简单等优点，在混凝土裂缝修补工程中得到广泛应用。其中，粘结质量的高低决定了裂缝修补的效果。具体包括以下流程。（1）表面处理。表面处理是该加固法中的重要工序，首先使用毛刷、清洁剂等工具对混凝土表面油污进行清洁；其次利用打磨机打磨 2-3 毫米粘合面，然后清除粘合面上的粉粒，并进行擦拭；再次使用钢丝刷进行二次清洁；最后使用毛刷和清洁剂进行二次清洗。（2）进行涂胶处理。土建工程结构胶配置要严格依照配比和搅拌程序进行，确保结构胶色泽均匀、流动适中。（3）把结构胶均匀涂抹在混凝土新面，并反复刮抹，确保结构胶充分渗透和浸润，在涂抹方法上要遵照中间厚边缘薄的原则，涂抹厚度保持在 1-3 毫米，最后把钢板贴在裂缝位置。（4）进行固定和加压。一般采用膨胀螺栓和卡具进行固定措施，并有效控制加压量，确保胶液保持在最佳位置。（5）在20℃的环境下进行固化，一般需要24 小时。（6）进行质量检验，一般采用小锤击打钢板，确认结构胶硬化程度，通过肉眼观察钢板边缘结构胶色泽，以确认结构胶的密实程度。（7）依据施工要求，采用防腐涂料，对粘合面进行防腐处理。

（六）环氧树脂灌浆法

环氧树脂浆材可灌性好，粘度低，渗透特性与水接近，适用于宽度小于1 毫米的裂缝；此外，环氧树脂刚灌入时粘度较低，在固结中强度逐渐增大，有利于施工时间的控制和调整。虽然环氧树脂灌浆法成本较高，但总体来说，环氧树脂稳定性好、粘合力强、强度高、收缩力小、常温固化等特征，配合使用稀释剂和固化剂，有效提升了环氧树脂的使用功能。在裂缝修补时，环氧树脂需要具备以下条件：（1）要有良好的流动性，保证灌浆材料在压力较小情况下，就能顺利注入裂缝末端。（2）要有较强的粘合强度。混凝土裂缝在修补后，基体会受到付复合力的作用，对灌浆材料的粘合强度提出了较高要求。（3）对固化条件要求简单。在使用环氧树脂灌浆法时，只需要对粘合面进行清洁即可，对固化压力要求不高。（4）固化后灌浆材料性能稳定，材料强度较高。（5）灌浆材料成本较低，原材料市场供应充足。（6）灌浆材料具有一定的变形能力，与混凝土基体能实现同步形变。

五、结语

综上所述，土建工程施工过程中，混凝土施工为工程重点，与工程质量好坏联系紧密。土建工程混凝土裂缝是工程中普遍存在的问题，也是导致土建工程安全隐患的重要影响因素。在处理裂缝时需根据实际情况进行具体分析，采取科学的治理措施，提升土建工程整体质量。