房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制对策探究

徐元超

在当前施工中,虽然混凝土材料的裂缝已经越来越成为了一种问题,并对整体建筑物的施工质量和使用寿命都形成了巨大的挑战和影响。另外一些问题也受到了当地人民政府和其他行政部门以及有关产业主管部门的足够关注与重视。而我们的政府和建筑工程师也在继续地竭力寻求处理此类问题的办法和解决方案。在施工过程中,保证混凝土材料的安全性和工程质量,团队的精心监督,保证一定的内部温度,及时处理和修复已产生的混凝土裂纹是防止施工过程中各种混凝土材质产生混凝土裂纹的基本手法和预防措施。

混凝土有很强的耐久、防水渗漏性、耐冰性和耐侵蚀度,已成为现代住宅建设中的常规建筑材料,但在实践使用流程中,由于受到建筑施工、维护等多方面的负面影响,出现了裂纹,从而造成了住宅整体品质的降低,用户感受下降,甚至危及了住宅的安全稳定。所以,有必要剖析建筑房屋施工中混凝土裂纹形成的因素,并采取相应的安全措施,避免裂纹的产生,以便提高房屋建筑的施工技术品质,推动建设工程的发展。

一、房屋建筑工程混凝土裂缝危害分析

开裂是水泥浇筑中经常出现的工程质量问题,通常形成于工程施工阶段,其原因复杂多变。从裂纹的大小可以分为微观裂纹和宏观裂纹。微裂缝是指混凝土固有的、肉眼难以发现的、宽度小于0.05 mm 的小裂缝。它通常呈现不连续性特征。只要荷载不大于设计要求,这些微裂纹一般保持在无害状态。而宏观裂缝通常也被看作是无毒的,只是长度限制在0.2mm～0.3mm 的范围内,而不会膨胀。但是,在实际施工中,长度超过0.3mm 的混凝土宏观角度裂纹也是房屋施工的主要安全隐患之一,它不但会对建筑的整体外形形成全球性的视觉影响,而且还会危害建筑的整体品质和安全系数。而房屋建筑防水要求较高的厨房、厕所、地下室等部位若发生了混凝土裂纹,将大大降低建筑的防水功能,甚至造成更严重的渗漏、渗水现象。一旦水泥裂缝在了建筑结构的关键部位,则将造成建筑的整体承重减弱,进而严重缩减了建筑的寿命,以至引起相当面积的坍塌事件。所以,对住宅建筑的水泥开裂原因的探究开始引起业内人士的高度重视。

二、住宅建筑工程中混凝土裂缝的成因

在住宅施工中,裂纹的产生有许多因素,但总的来说,大多是受到设计不合理、材质选用及准备不够、气温影响,外部环境条件以及意外自然灾害的影响。

1.工程设计不合理造成的混凝土裂缝

设计不合理,导致截面变形所产生的应力集中也是混凝土裂缝的主要成因,主要体现在四个方面。（1）由于住宅工程项目规模的不断扩大以及对设计要求的日益增加,为突出工程项目的美观性方面,在有些住宅工程项目的设计中出现了某些不合理的构件结构,从而造成了预应力不够强,对混凝土构件结构产生了很大压力,导致裂缝。（2）随着住宅建筑层数增多,需要合理的加固构件来支撑住宅主体结构。因为设计中钢筋直径过小或者过厚,会造成混凝土构件发生断裂。（3）混凝土自身仍有一定程度的热压缩变形。若在工程设计中不充分考虑混凝土自身的这一特点,就会造成在浇筑过程中发生混凝土开裂的问题。或者因为钢筋配筋不足、温度收缩等设计问题,混凝土会产生裂纹。

2.温度变化引起的混凝土裂缝

混凝土是将水、沙、岩石、化学混凝土以及矿物混凝土等按配比搅拌、成形和保养而成的人工制造石。在固定与硬化过程中,冷热交替变化,压缩与扩张会改变混凝土的内部结构,这将对其品质产生重要影响,所以,在混凝土浇筑阶段保持足够的室温对避免开裂十分关键。但是,在实际浇筑中,受到建筑条件、外部环境、天气等各种因素的影响,混凝土浇筑的温度难以达到规定的要求。每天或每小时都有一定的温度变化,在不同的拉力作用下,会影响混凝土的热膨胀系数,形成裂缝。另外,由于水泥本体的表层散热条件远高于内层散热要求,这也使得水泥在固化工作过程的中心温度高于内层表层工作温度。这些温差还会形成裂纹,对水泥施工形成不良影响。

3.混凝土准备不足

水泥配合比必须根据房屋建筑的具体要求制定,才能确保浇筑工程质量,水泥配合比不够会出现裂纹。建筑在施工前,如果建筑设计人员不调查分析建筑的地理环境和周围环境,不掌握建筑的荷载结构和地基状况,不掌握建筑自身的不平衡沉降、位置平移等数据,不随意设定混凝土结合比,会有严重的裂缝。一般来讲,水灰比会影响建筑混凝土结构的整体强度。在一般状况下,水灰比一般是1:4,但若要提高水泥的流动性,可适度提高水灰比,但水灰比不应大于3:5。原因是混凝土本身的水化热后会有部分水份残存于材料中,并产生了相当数量的泡沫,使得混凝土的抵抗重力能力减弱,在重力影响下,泡沫特别集中的混凝土会形成裂纹。

4.混凝土原材料质量问题

水泥的配制有赖于各种原料的加工。一旦原料的品质无法达到使用要求,则水泥的品质必然会发生问题。在水泥的实际施工中,很可能会出现水泥裂纹的异常发生。所以,水泥施工者应该高度重视和改善混凝土和水泥砂浆骨材的浇筑品质,提高施工路面水泥的收缩率和硬度。还要格外重视拌和水,以免拌和水损伤混凝土的抗拉强度和收缩,最后容易造成施工路面上发生水泥裂纹的异常现象。施工中应充分考虑水泥混合料与施工混凝土混合料的浇筑质量,通过与现行设计的结合,可以有效抑制和防止水泥骨料和水产品混料之间的化学反应,从而造成路面水泥结构发生裂纹。

5.外部环境条件和突发灾害的影响

住宅建筑的施工环境非常复杂。受外在自然环境条件的影响,包括水泥在内的各种建材均具有热膨胀和低温收缩。由于建设施工现场环境的不断改变,水泥的构造与形态也会相应改变,进而改变其内部的高温应力,进而影响水泥的抗裂性,水泥开裂的程度也会随着环境温度的改变而发生变化,环境温度越高裂缝越大,温度越低裂缝越小。同时,一旦遭受外界腐蚀物的侵害或者遭受地震、大火等意外自然灾害,混凝土构件就会形成裂纹。

6.沉降裂缝

当设计方案中结构设计不合理时,设计人员没有将混凝土施工现场的情况与施工项目完全匹配,导致内力分析数据不正确,计算的荷载系数值很小。另外,施工现场勘察尚未生效,地貌和构造数据出现不统一或者有误,这就可以直接造成建筑基本的构造损坏或者不规则混凝土下沉。如果混凝土浇筑是在长时间持续降水或者冰雪天气下完成的,因为持续降水对混凝土施工结构的影响,新建施工的混凝土不能充分凝固,就会产生混凝土直接沉降的现象。

三、房屋建筑工程混凝土裂缝控制的具体对策

在掌握了住宅施工中混凝土开裂形成的主要因素之后,并根据相关问题采取最有效的控制措施,是减少混凝土开裂的最好途径。

1.改进结构设计

在住宅建筑项目施工前期的设计阶段,工程设计人员应当依据建筑的结构安全与稳定性,根据有关设计规范和设计标准,不断完善建筑的总体构造,施工地段的自然与地质条件,并做好水泥级别与钢材等级的合理选定,盲目增加级别并不能加强建筑物结构的稳定性。

2.温差裂缝的预防

在施工防水混凝土结构的浇筑过程中,由于温度湿度温差较大,易于形成小裂纹,也是造成施工混凝土结构中形成大裂纹的主要因素和技术问题,因此，应当针对不同的建筑施工工艺,对相应的小裂纹加以防止和限制。但通常,人们都认为建筑室温差别有下列主要因素:（1）钢筋混凝土室温差别的主要原因和常见因素。各种室温差别是由不同结构中加热钢筋混凝土所产生的不同温度差而造成的。具体冷却处理措施的主要办法就是降低水泥中建筑水泥的用量,或者采取一些水化热低的建筑混凝土骨材。我们还可能限制和提高建筑混凝土中水泥骨材的等级和混合程度,如在建筑混凝土中添加某些增塑物或合成气剂等冷处理措施,或加入适量有增塑作用的水泥骨材混合物等：（2）但如果建筑水泥施工在夏季施工,就必须对建筑的水泥结构材料进行高强度淬火和搅拌等处理。在夏季施工中,水泥冷处理的一种方式就是添加少许冷水。

3.做好建筑材料的配合比和质量检验工作

对于混凝土的配合比,必须严格按照建筑设计图纸的要求配制混凝土。必要时,应通过添加化学添加剂来减少水泥用量。同时,加强混凝土原材料的质量控制数量检测。质量检验工作主要分为以下三方面。（1）对各种原材料进行全面检验,以保证其标签数量和质量均达到施工设计图纸上的规定。进场使用之前,应当进行随机质量抽样检查。（2）合理计划水泥运送路线,确保运送道路的通畅,确定水泥运送时限,防止运送时限过长造成水泥品质降低,运送过程中作好保温降温措施。（3）水泥运输至工地后,应进行坠落试验。如测试结果不符合标准,则禁止应用。

4.规范施工程序和施工技术应用

在浇筑过程中,标准化混凝土浇筑程序和施工工艺的使用,对于控制混凝土开裂的概率,改善混凝土品质有着一定重要性。（1）明确了施工范围、浇筑方式、施工速度等混凝土数据,施工后对混凝土构件进行了浇筑密实。（2）强度和刚性均符合工程设计要求的模板和支架能够有效加固混凝土构件,以保证在混凝土施工和维护过程中不会发生变形等工程质量问题。同时需要对钢筋直径和保护层的厚度、钢筋预埋件的位置和厚度等进行检查,在确认达到设计条件后实施施工。（3）在施工过程中,浇筑方法应当与工程实际状况相一致,确定了各环节的混凝土施工数量,并对混凝土现场的施工情况进行了现场监测。由于出现的混凝土坠落数据与工程设计要求并不相符,因此，需要进行调整,以保证混凝土溢出的工程质量。

5.加强混凝土养护质量

混凝土养护工作能否落实,直接关系到混凝土浇筑质量。关于混凝土保养,应该做到下面二点。（1）进行混凝土表层的水化工作。进行喷水、铺设天然草皮及橡胶薄膜,隔绝外界条件,调节混凝土表面温度。如果室内相对湿度小于5℃,不要喷水,以免温度开裂。（2）当超过水泥保护日期后,应移除模具。拆卸钢筋模板时,严禁强行拆卸,也严禁用大锤碾碎,以防损伤混凝土结构的棱角和表层。

四、结语

水泥开裂的产生严重影响着房屋建筑的工程质量,削弱了建筑的实用性,也减少了其使用寿命,更是危及着人类的生命财产安全。所以,建筑施工企业应该加大对混凝土开裂原因和预防的调研,完善设计,科学合理地使用水泥,规范施工工艺,采用合理的管理手段做好原材料检测。在限制施工温度等方面,提高对混凝土施工约束条件,达到降低房屋建筑中施工过程混凝土开裂的目的,从而改善建筑施工整体品质,推动产业健康发展。