建筑工程施工中混凝土裂缝控制技术

1、建筑工程施工中的混凝土裂缝形成机理

从现代建筑工程施工经验看来，混凝土材料在浇筑后，内部通常会出现较为明显的水泥水化反应，单位体积的混凝土在水化反应期间释放的热量能够达到 200～300kJ/kg。与其他材料相比，混凝土材料的导热系数偏低，意味着水化反应产生的热量无法快速散失，会在其内部不断聚集，这也是混凝土结构内部温度不断升高的主要原因，与混凝土结构表面存在较大的温度差异。在混凝土结构同时受到来自地基、钢筋等条件约束的状况下，热变形将会逐渐受阻，从而产生相应的混凝土拉应力，内部材料则会产生压应力。在混凝土浇筑过程中，外部边界部分如果受到不同或者是全部的约束，影响也会产生相应的约束应力，这也是混凝土裂缝产生的主要原因[1]。

在混凝土材料浇筑工作结束后，水化反应是引发温度变化的主要原因。在混凝土材料浇筑工作结束后的三天时间内，也是混凝土材料升温早期阶段。在这一阶段，材料内部的水循环热能够快速释放。内部温度在持续上升，也正因为混凝土自身的传热性能较差，使得混凝土结构内部容易形成较为明显的温度梯度。在混凝土弹性模量较低，抗拉强度发挥不够全面，很容易出现塑性裂缝。混凝土材料浇筑后的 3～28 天的时间范围内属于典型的收缩降温阶段，内部核心材料温度会逐渐下降，弹性模量基本保持稳定，在外界气温出现较大变化时也会引发裂缝问题。

总体看来，在现代建筑工程施工期间，混凝土裂缝问题的出现与水化热带来的温度变化有着密切的关联，具体的计算公式如下：

公式中T（t）、 e 、m 、W 、Q 、C 、 p 则是分别代表了 t 龄之前的混凝土绝热温升、常数、水泥品种以及温升速度相关系数、时间、水泥用量、水泥水化热能、比热容以、容重。

2、现代建筑工程中常见的混凝土裂缝及其成因

2.1 混凝土裂缝分类

根据现代建筑工程的施工经验，工程施工期间的混凝土裂缝分为如下几个类别：第一，收缩裂缝。在混凝土浇筑之后，水分随着温度升高逐渐蒸发，体积逐渐产生变化，从而产生收缩裂缝。这种裂缝通常会在混凝土结构的表面出现，中间的宽度明显大于两边。在混凝土结束浇筑工作之后，材料固化使得密实度会不断压缩，在温度、外力等多种因素的影响下，内部会出现较为细小的空隙。这种收缩裂缝的间隙总体较小，保持一种纵横分布的状态，对于整个工程质量也会产生明显影响[2]。第二，沉降裂缝。这类裂缝的出现与目前的地基施工质量和外界荷载有着密切的关联，并且常常会出现在混凝土结构较薄的部位。最终导致建筑工程出现明显的沉降问题。在沉降高度差的影响下，混凝土的固化弹性明显降低。第三，温度裂缝。这类裂缝也是现代建筑工程施工期间最为常见的混凝土裂缝问题，主要是因为在工程建设期间，施工人员并未针对材料温度差异合理进行管控，导致混凝土材料内外温差明显加大，温度应力数值超过混凝土结构承受极限，便会出现裂缝问题。

2.2 混凝土裂缝的成因

目前在工程建设期间的混凝土裂缝种类相对较为丰富，具体的成因可以分为如下几个方面：第一，水化热反应。混凝土材料是以水泥作为核心材料，在经过水泥水化反应之后会产生较多的热量，在其传热性能相对较差的情况下，混凝土结构的内外温差相对较大，如果超出结构极限承载，便会产生混凝土裂缝。第二，外界环境。外界的施工环境变化对混凝土也会产生一定的影响，如果外界的温湿度未能得到有效地管控，在低温环境下进行材料浇筑时，因为内部温度较高，在内外温度差异较大的状况下会出现混凝土裂缝问题 [3]。此外，如果外界的温度较高且空气湿度相对较低，在混凝土材料浇筑固化期间，混凝土结构表面的水分会快速蒸发，使得混凝土结构内外的收缩率存在明显的差异，也会产生裂缝现象。第三，养护工作落实不到位。在混凝土材料浇筑工作结束后，必须由相关人员进行专业养护工作，确保混凝土结构强度能够达到设计方案的要求。在养护过程中，内部的水分将会逐渐流失，如果养护工作落实不到位，会在温湿度、应力等多种因素的影响下，使其表面和结构出现明显裂缝问题，最终影响到工程的建设质量。

3、建筑工程施工中的混凝土裂缝控制技术

3.1 落实混凝土配比试验

施工人员需要准备相应的坍落度桶确保能够在工程现场针对商品砼的坍落度数据变化随时进行测量，在交货、出站时之间的坍落度差异不得超过 20 毫米。为了进一步压缩时间和成本方面的投入，相关人员可以选择每 5 车进行坍落度检查工作。相关人员在进行混凝土试验工作时，需要落实砼试模准备工作，基于现场取样完成砼试块制作，在此之后方可测量强度及抗渗性等指标。在取样制作期间，相关人员在搅拌车中间位置进行取样，同时需要对混凝土原材料的合格证、试验报告等质量证明材料进行全面审核。在抗压强度等级实验操作期间，每100m³ 的混凝土样本数量不得少于一组。在单次混凝土浇筑总数量超过1000m³ 的状况下，如果混凝土的配合比数据完全一致，每 200m³ 的混凝土数量样本不得少于一组[4]。相关人员需要结合工程建成的具体状况，就养护试块的留置数量进行调整以及优化，施工、监理等相关单位需要在同等条件的情况下针对混凝土关键结构部分调整试块留置数量，基本控制在3～10 组的范围内。

3.2 混凝土浇筑工艺的合理选择

目前在建筑工程施工的混凝土浇筑期间，墙柱以及梁板等方面的浇筑工艺是否合理，同样会影响到后续裂缝问题的发生。如此一来，在墙柱砼浇筑期间，如果相关人员发现强度等级存在明显的差异，需要针对强度等级以及砼配合比等信息全方位进行核查，只有在完全符合工程方案要求的前提下方能够进行浇筑施工。在开展剪力墙、柱浇筑工作时，需要浇筑与混凝土配合比数值完全相同的砂浆，浇筑厚度为 5～10cm，同时需要使用分层浇筑的方法，单次材料浇筑厚度需要控制在 5cm 左右。为了避免在混凝土材料浇筑过程中出现涌入梁板的问题，针对剪力墙框架和梁的交接位置，需要使用细目钢丝网进行分割处理。相关人员需要针对梁柱胶结的核心区域混凝土材料检测强度变化，在混凝土浇筑期间需要以柱头浇筑工作作为前提条件。在开展竖向构件的混凝土浇筑工作时，如若发现混凝土强度数值和水平构件相比存在明显的差异，可以在节点位置上与水平构件共同浇筑。柱头部因为钢筋分布相对较为密切，可以使用直径较小的振捣棒进行振捣处理，具体如图1 所示。

图1 框架柱、梁的混凝土施工示意图

在进行梁、板砼方面的浇筑工作时，板砼材料的虚铺厚度需要略微高于板的厚度，施工人员同样可以借助平板振捣器进行材料处理，需要顺着混凝土的浇筑方向开展振捣工作。同时，需要在次梁跨度的 1/3的范围内设置相应的施工缝，并和梁轴线、板面始终保持垂直关系。在此之后，需要利用模块以及细目钢丝网对施工缝进行遮挡。在进行混凝土的振捣工作时，振捣棒不得和钢筋、模板产生碰撞现象。为了避免出现根部以及高低跨部位的漏振等问题，在混凝土材料初凝前需要进行二次补浇。在楼梯部位材料浇筑工作中，施工人员需要始终遵循自下而上的基本浇筑顺序，在平台板混凝土结束振捣之后，需要保证踏步、地板混凝土共同进行混凝土材料浇筑工作，并使用木抹子针对踏步上表面进行材料抹平处理[5]。

3.3 混凝土结构裂缝的加固技术

在建筑工程施工期间，如果施工人员已经发现存在混凝土结构裂缝问题，可以选择使用截面积增大加固法以及碳纤维加固法进行加固处理。

截面增大加固法本质上是在增加原有混凝土结构截面面积的前提下，提高其承载能力，使得混凝土结构的稳固性能够不断提升。这种方法会利用钢筋混凝土或者是钢筋网砂浆层，施工操作流程较为简洁，并且技术发展较为成熟，表现出环境适应性方面的优势。目前都会在建筑工程的梁、柱、板、墙这类结构的加固过程中发挥相应的作用。施工人员在利用截面增大加固法进行梁柱加固处理时，需要相关人员处理构件原有的表层，清理其中的风化层、油污层以及碳化层，利用清水进行冲洗，最后便可进行全新混凝土材料的浇筑以及加固工作。在全新的混凝土材料开始浇筑前，需要在新旧混凝土材料的结合位置涂刷高强度水泥浆等界面结合剂，确保新旧混凝土结构有效连接。

碳纤维加固法本质上便是在混凝土的结构薄弱位置以及裂缝位置，利用环氧树脂直接粘贴碳纤维布，能够与混凝土结构形成完整的结构，在共同受力的基础上，避免出现裂缝持续发展的问题，同时能够从源头上降低裂缝问题的发生概率。碳纤维布自重较轻，厚度控制在0.111～0.167mm 的范围内，粘贴后的混凝土结构重量不会出现明显的变化，此外碳纤维加固法能够适应不同类型混凝土构件加固施工要求，施工难度明显降低。这种加固方法所使用的材料是以粘结材料和碳纤维布为主，原有混凝土结构不会出现损伤问题，建筑工程自身的安全性和稳定性能够得到保障。

总结

总而言之，在现代建筑工程施工期间，混凝土材料作为常见的施工材料，因为受到外界环境、人为操作、养护管理等多种因素影响，通常都会出现收缩裂缝、温度裂缝等。这些裂缝的出现本质上与水泥内部的水化热反应有着密切的关联，为了进一步降低建筑工程施工中的混凝土裂缝发生概率，需要相关人员在有效落实混凝土试验工作的前提下，科学确定混凝土的浇筑工艺。在发现混凝土结构裂缝问题时，可以选择使用增大面积加固或者碳纤维加固方法及时进行处理，以此提高混凝土结构的安全性和稳定性。

参考文献

[1] 孙佳飞 ， 李颖 . 建筑工程中混凝土裂缝控制与施工技术研究[J]. 建筑与预算 ，2024，（12）：67-69.

[2] 周舟 . 建筑工程施工中混凝土裂缝防治技术研究 [J]. 中国住宅设施 ，2023，（12）：112-114.

[3] 段玉和 . 房屋建筑施工中大体积混凝土裂缝控制措施的应用[J]. 房地产世界 ，2023，（23）：154-156.

[4] 陈治松 . 建筑工程施工中混凝土裂缝的成因及对策 [J]. 散装水泥 ，2023，（05）：92-94.

[5] 王建辉 . 建筑工程施工中混凝土裂缝成因及控制措施 [J]. 江苏建材 ，2023，（04）：125-126.