房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施

摘要：混凝土裂缝是房建施工中常见的技术问题，不仅影响建筑物的美观，以及使用寿命，甚至威胁到人们的生命和财产安全。本文分析了混凝土结构裂缝的主要原因，并提出相应的预防措施，旨在为房建施工提供参考。

关键词：房建施工；混凝土；结构；裂缝

引言：在房屋建筑领域，混凝土结构因其高强度、耐久性和经济性而被广泛应用。然而，混凝土结构在施工和使用过程中，常常会出现裂缝问题，深入探究混凝土结构裂缝的形成原因，并提出有效的预防措施，对于提高房建施工质量和保障建筑安全具有重要意义[1]。

一、房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因

（一） 材料方面的因素

在混凝土结构中，材料的选择和质量稳定性是确保结构整体质量和耐久性的关键因素。水泥是混凝土中最主要的组分，它的质量稳定性直接影响其使用性能。水泥水化是混凝土最基本的硬化过程，同时也会发生体积收缩。在水泥品质不稳定的情况下，水泥的水化速度及体积变异性都会明显增大，从而增加裂缝发生几率。水泥的自收缩速率随品种、批次的不同而有很大的差别，由水泥的化学组成、细度和矿物组成等因素决定。比如，某工程首次投入使用的一批水泥，在养护期即发生了大量的自收缩裂纹，原因是 SO₃（三氧化硫）含量高达3.5%。为了降低混凝土的自缩率，研究人员和工程师们进行了大量的探索和实践。结果表明，通过控制水泥中亚硫酸盐的掺量，可以显著降低混凝土的自缩率，降低开裂的风险。当亚硫酸盐掺量控制在2.5%以下时，混凝土的自缩率明显降低，开裂率也随之下降。这一发现为水泥的生产和使用提供了重要的指导。除了水泥之外，骨料级配对混凝土力学性能的影响也不容忽视。骨料作为混凝土中的骨架材料，其级配是否合理直接关系到混凝土的密实度和力学性能。理想的骨料级配应该能够将硬化时的体积变化降到最低，从而减小开裂的风险。然而，在实际工程中，一些建筑工程由于没有严格按照设计要求对骨料进行筛分，导致细骨料掺入过多，使得混凝土的干缩值超过了标准值，大大增加混凝土收缩开裂的可能性[2]。

（二） 施工进度方面的问题

在混凝土的浇筑与养护过程中，水泥水化过程中会释放出大量的热，若不加以控制，会引起混凝土的内部温度变化，从而引起热裂。例如，某工程连续浇注的混凝土，其内部温度在70℃以上，而外界温度迅速流失，产生40℃以上的温差，远超过混凝土结构的承受极限（20℃以下）。由于温度变化较大，产生的体积非均匀收缩会导致混凝土出现明显的裂缝。施工缝的处理也是影响混凝土结构完整性和耐久性的关键因素，焊接接头处理不当，例如清理不干净、浇筑时间过长、接头不严等，容易造成构件裂缝。在一些工程中，未按规范规定进行施工缝处理，接头混凝土与原有结构的粘结强度不够，导致一系列的微裂纹。尽管初期，这些裂纹并不显著，但随着时间的流逝以及外部环境的作用，会逐步扩大[3]。

（三） 设计方面存在的问题

设计阶段必须充分考虑结构的受力和变形特点，如果设计者对结构的承载力估计不足，或者对结构的变形特性理解不够深入，就会造成结构在实际荷载作用下出现应力集中和局部开裂的情况。加强筋的布置是改善结构抗裂性能的关键，钢筋是混凝土结构的“骨架”，其布置方式对结构整体受力性能及抗裂性能有重要影响。钢筋布置不合理，如钢筋间距过大，保护层厚度过小，位置不当等，都会降低结构整体力学性能，增大开裂风险。如某工程因图纸不明确，导致部分楼层钢筋分布不合理，特别是梁柱连接处钢筋间距过大，致使关键部位混凝土开裂。这种裂缝不仅会影响结构的整体性与耐久性，而且会危及结构的安全[4]。

二、房建施工中混凝土结构出现裂缝预防策略

（一） 低膨胀水泥的选用及骨料级配的优化

在房建施工中，水泥混凝土结构因材料原因产生的裂缝问题一直备受关注。为了有效防治这一问题，采取了一系列创新措施，其中低膨胀水泥的选用、骨料级配的优化尤为关键。针对水泥质量不稳定导致的自缩裂问题，经过深入调研和对比，可以选用低热膨胀水泥。这种水泥的热膨胀系数相对较低，约为9×10-6/℃，通过实际工程应用，证明该水泥能够显著降低水泥水化热引起的体积膨胀，从而有效抑制混凝土自收缩裂缝的产生。同时，按照 GB/T14684-2022 《建设用砂》和 GB/T14685-2022 《建设用卵石、碎石》等相关规定，对粗集料的细度进行了严格的控制，使其在2.3～3.0之间。根据试验结果，粗骨料粒径不得大于20毫米。通过合理的骨料级配设计，使混凝土的干缩率比优化前减小15%左右，其抗裂能力明显改善。

（二）采用先进的接缝工艺

在房建施工中，接缝处理是一个至关重要的环节。接缝的质量直接影响到混凝土结构的整体性和耐久性，不当的接缝处理往往会导致裂纹的产生，从而影响建筑物的安全性和稳定性。为了克服这一难题，在施工中采用了先进的接缝工艺，保证各分段混凝土之间的牢固连接。该技术首先选用了高性能的接缝材料。这些材料具有优异的粘结性能和抗裂性能，能够在接缝处形成强而有力的连接，有效抵抗外部荷载和温度变化引起的应力。通过精确的接缝设置，使得接缝的位置、尺寸和形状都符合设计要求，提高接缝的质量。在接缝处理过程中，采用高粘结高分子改性砂浆。在施工前，先将接缝部位彻底清理干净，确保没有松散物、油污和湿气等不利因素。然后，在接缝处涂抹一层约2mm厚的高分子改性砂浆，使砂浆能够充分渗透到混凝土的微小孔隙中，形成紧密的粘结层。此外，还在柱与梁节点等关键节点处引入了钢筋锚固技术。通过特制的钢筋锚固装置，将新老混凝土中的钢筋牢固地连接在一起，从而提高节点的抗拉和抗剪强度。

（三）结构的优化设计

在住宅工程的设计阶段，结构设计的不合理往往会导致应力集中，进而产生开裂现象。为了有效避免这一问题，可以采用ANSYS这一先进的结构应力分析软件进行优化设计。ANSYS软件以其强大的有限元分析能力，在建筑结构设计中发挥着重要作用。通过对建筑物进行详细的受力分析，帮助设计者在设计初期准确识别可能存在的应力集中区域，从而提前对设计方案进行优化调整。针对工程中的每一栋房屋建筑，都进行了细致的仿真分析。特别地，对于大跨径梁等主要承重结构，进行了深入的分析和研究。通过ANSYS软件的模拟计算，成功揭示了混凝土结构在正常工作状态及极限状态下的应力分布规律，并准确确定了应力集中区域。在掌握了应力分布规律的基础上，对设计方案进行了有针对性的优化。通过增加梁的高度，调整梁的布置位置，以及加强柱的截面尺寸等措施，有效分散应力，显著降低应力集中的风险。此外对板与墙的连接方式进行优化，进一步提升结构的整体稳定性和抗裂性能。

结语：

混凝土结构裂缝的形成原因复杂多样，涉及设计、施工、材料等多个方面。通过严格控制温度应力、提高施工质量、优化设计等措施，可以有效预防混凝土裂缝的产生，提高混凝土结构的整体质量和耐久性。

参考文献：

[1]李国涛. 房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因分析及预防措施研究[J]. 工程与建设， 2024， 38 （04）： 842-843+869.

[2]张利平. 房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J]. 中国住宅设施， 2020， （02）： 125-126.

[3]翟晓昱. 房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J]. 建材与装饰， 2019， （36）： 48-49.

[4]林冶强. 浅谈房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J]. 现代物业（中旬刊）， 2019， （12）： 225.