房建工程混凝土结构裂缝原因及施工技术应对
秦蒙恩
中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西省西安市 710100
引言
混凝土以其强度高、耐久性好、可塑性强等优点,成为房建工程中应用最广泛的建筑材料之一。然而,在混凝土结构施工及使用过程中,裂缝问题屡见不鲜。这些裂缝若不及时处理,会随着时间推移逐渐扩大,导致钢筋锈蚀、结构渗漏等问题,严重时甚至引发结构安全事故。因此,深入探究混凝土结构裂缝的产生原因,并采取有效的施工技术应对措施,对于保障房建工程质量、延长建筑使用寿命具有重要意义。
1 房建工程混凝土结构裂缝原因
1.1 材料因素
混凝土材料自身的质量及性能是影响结构是否产生裂缝的关键因素。水泥品种选择不当,如使用水化热较高的硅酸盐水泥,在混凝土硬化过程中会释放大量热量,导致内部温度急剧升高,而表面温度相对较低,内外温差过大易产生温度裂缝。
骨料级配不合理也会引发裂缝。若骨料级配间断,空隙率大,为达到设计和易性需增加水泥用量,不仅提高了混凝土的水化热,还会使混凝土收缩量增大,从而产生收缩裂缝。此外,骨料中含泥量过高,会降低混凝土的强度和耐久性,导致混凝土结构在受力或环境作用下容易出现裂缝。
外加剂使用不当同样会导致裂缝产生。如减水剂掺量过多,会使混凝土出现离析、泌水现象,影响混凝土的匀质性;早强剂使用过量,会加快混凝土的凝结硬化速度,导致早期强度增长过快,内部应力集中,产生裂缝。
1.2 施工因素
一是浇筑不均匀:混凝土浇筑时如果不均匀,会导致混凝土内部应力分布不均,从而在应力集中区域产生裂缝。此外,浇筑过程中如果振捣不充分,混凝土内部的气泡和空隙无法有效排出,也会影响混凝土的密实性和强度。二是振捣不足或过振:振捣是混凝土施工中的关键环节,振捣不足会导致混凝土内部气泡和空隙残留,影响混凝土的密实性和强度;而过振则会使混凝土产生离析和泌水现象,同样会降低混凝土的质量。这些都会增加混凝土开裂的风险。三是养护管理不到位:混凝土养护是确保其正常硬化的重要环节。如果养护不到位,如浇水不足、保湿不够等,会导致混凝土表面水分蒸发过快,从而产生干缩裂缝。
1.3 设计因素
设计方案不合理也可能导致混凝土结构裂缝。结构设计时,若构件截面尺寸不足,配筋率过低,会使结构在受力时无法承受荷载,产生受力裂缝。例如,梁、板等受弯构件配筋不足,在荷载作用下会出现受拉区裂缝。构造措施不完善,如伸缩缝、沉降缝设置不当或间距过大,会使混凝土结构在温度变化、地基沉降等作用下产生较大的应力,从而出现裂缝。此外,设计中未考虑施工过程中的临时荷载,也可能导致结构在施工阶段产生裂缝。
1.4 环境因素
环境因素对混凝土结构裂缝的产生也有重要影响。温度变化是导致温度裂缝的主要原因,夏季混凝土浇筑后,表面受阳光直射,温度升高,而内部温度相对较低,产生温度应力;冬季气温较低,混凝土体积收缩,若约束条件较强,会产生收缩裂缝。湿度变化会使混凝土产生干缩或湿胀。在干燥环境中,混凝土中的水分不断蒸发,体积收缩,若受到约束,会产生干缩裂缝;在潮湿环境中,混凝土吸收水分,体积膨胀,可能导致结构开裂。此外,化学腐蚀也会使混凝土结构产生裂缝。如在有硫酸盐、氯离子等腐蚀性介质的环境中,混凝土会发生化学反应,导致强度降低,表面出现裂缝、剥落等现象。
2 施工技术应对
2.1 材料控制
严格控制混凝土原材料质量,选择合适的水泥品种,根据工程特点和环境条件,优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。对水泥的强度、安定性等指标进行抽样检验,确保符合设计要求。优化骨料级配,选用连续级配的骨料,减少空隙率,从而降低水泥用量,减少水化热和收缩量。对骨料的强度、坚固性等指标进行检验,确保满足使用要求。合理使用外加剂,根据混凝土的性能要求和施工条件,选择合适的外加剂类型和掺量。使用前应进行试验,验证外加剂与水泥的适应性,以及对混凝土性能的影响。严格按照配合比要求添加外加剂,避免掺量过多或过少。
2.2 施工工艺优化
优化混凝土配合比设计,根据工程设计要求、施工工艺和环境条件,通过试验确定合理的配合比。控制水灰比和水泥用量,在保证混凝土工作性能的前提下,尽量减小水灰比,降低水泥用量,减少混凝土的收缩和水化热。加强混凝土搅拌管理,严格按照配合比进行配料,控制搅拌时间,确保混凝土搅拌均匀。运输过程中防止混凝土离析,若出现离析现象,浇筑前应进行二次搅拌。合理安排浇筑顺序和浇筑厚度,采用分层浇筑、分层振捣的方式,确保混凝土接槎处结合紧密。加强振捣作业管理,选择合适的振捣器类型和振捣方式,确保混凝土振捣密实。振捣时应遵循 “ 快插慢拔” 的原则,振捣时间以混凝土表面出现浮浆、不再下沉为止,避免过度振捣。做好混凝土养护工作,浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜或麻袋等保湿材料,保持混凝土表面湿润。根据水泥品种和环境条件,确定合理的养护时间,一般不少于 7 天,对于掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,养护时间不少于 14 天。在高温或干燥环境中,应采取洒水养护等措施,减少水分蒸发。
2.3 设计完善
优化结构设计方案,合理确定构件截面尺寸和配筋率,确保结构具有足够的承载力和刚度。对于受力复杂的部位,应进行详细的受力分析,采取加强措施,避免应力集中。完善构造措施,合理设置伸缩缝、沉降缝,减小温度变化和地基沉降对结构的影响。伸缩缝间距应根据结构类型、混凝土强度等级、环境温度等因素确定,一般不超过规范规定的最大值。考虑施工过程中的临时荷载,在设计中预留足够的安全储备,确保结构在施工阶段的安全。
2.4 裂缝处理技术
对于已经出现的裂缝,需要采用相关技术进行处理。对于宽度小于0.10mm 的裂缝,可以采用表面封闭法进行修补。首先,沿裂缝将两边3~5cm范围内的灰尘、浮浆用砂轮机打磨干净,并擦洗干净。然后,用小铲刀将环氧砂浆刮抹到裂缝上,厚度约 1mm ,宽度 20~30mm 。抹胶时应防止产生小孔和气泡,确保封闭可靠。最后,用钢丝刷沿裂缝走向清理 30~50mm 范围的表面混凝土,确保表面平整、清洁。对于宽度 ≥0.10mm 的裂缝,需要采用化学压力灌浆法进行修补[5]。首先,沿裂缝布置注浆嘴,间距在200~300mm 。然后,用环氧砂浆封闭裂缝和注浆嘴周围的空隙。待封缝胶有一定强度后,进行试漏检查。试漏合格后,通过注浆嘴向裂缝内注入化学灌浆材料(如水溶性聚氨酯、高粘度环氧树脂等)。注浆过程中应控制注浆压力和注浆量,确保灌浆材料能够充分填充裂缝。注浆完成后,应等待灌浆材料固化并检查其效果。
结束语
房建工程混凝土结构裂缝的产生是多种因素共同作用的结果,为减少裂缝的产生,应从材料控制、施工工艺优化、设计完善等方面采取有效的应对措施,同时对已出现的裂缝及时进行处理。通过科学合理的技术手段,可以有效提高混凝土结构的质量,保障房建工程的安全和耐久性。
参考文献
[1]周魁. 房建工程施工中大体积混凝土裂缝成因及控制技术[J].中国水泥,2025,(01):100-102.
[2]路健. 房建施工中混凝土结构裂缝处理技术研究[J].现代工程科技,2024,3(19):45-48.
[3]冯巍. 房建工程中装配式混凝土剪力墙结构施工技术应用分析[J].居舍,2024,(28):34-37.