摘要：混凝土在建筑工程中的应用十分普遍，但是在工程中出现混凝土裂缝的情况也屡见不鲜，混凝土裂缝也被视为工程界的质量通病。为了改善这种情况，人们在建筑施工过程中采取了各种防控措施，但仍未从根本上解决裂缝出现的问题。在土建工程施工过程中，如何防控水泥混凝土裂缝产生，减轻裂缝对结构的影响是当下人们关注的重点之一。本文首先对混凝土裂缝进行简要介紹，随后对混凝土裂缝形成原因进行分析，最后就混凝土裂缝防治方面提出一些相应的防治改进措施，设法提高混凝土施工质量。
关键词：土建工程；混凝土结构；裂缝；原因；防治措施
近些年来土建工程中现浇混凝土结构出现开裂的情况较为普遍。混凝土结构裂缝在超出设计要求、规范允许范围时，会影响建筑的外观完整性和防渗漏功能，也会引起内部钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，进而影响结构安全和耐久性。因此，积极开展对混凝土裂缝成因分析及防治措施，提高混凝土施工质量的研究具有重要的现实意义。本文针对工程施工中混凝土裂缝问题进行分析与探讨，并结合一些实际工程的经验和教训，提出相应改进措施，严控施工中混凝土结构出现有害裂缝。
一、混凝土裂缝简介
混凝土裂缝是混凝土结构由于内、外因素的作用而产生的物理结构变化，混凝土裂缝的形成原因比较复杂，具体的裂缝种类、原因、特点不同，其结果差异较大。例如，按裂缝宽度划分，微裂缝的宽度通常在0.05mm以下，在不考虑严苛的荷载设计要求条件下，这种裂缝的影响是可以忽略的。我国对于裂缝宽度大于0.05mm的裂缝，称为宏观裂缝。按裂缝危害程度划分，0.2~0.3mm及以下的裂缝，在不再发展延伸前提条件下被称为无害裂缝[1]。按裂缝的发展程度可分为静止裂缝、发展裂缝，按裂缝深度可分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝等等。混凝土裂缝的影响因素多，施工、运行、维护等建筑生命周期内，均有可能出现，因施工不慎造成的混凝土裂缝最为常见，虽然无法完全避免裂缝发生，但是可以采取有效防治措施将裂缝出现的几率和影响程度降到最低。
二、土建工程中混凝土结构裂缝的形成原因
一般来说，土建工程混凝土结构中可能同时出现多种裂缝，其中常见裂缝包括温度裂缝、收缩裂缝、弯曲裂缝、剪切裂缝、断裂裂缝、扭曲裂缝等，下面分别对以上几种常见裂缝成因进行探讨。
（一）温度裂缝的形成原因
混凝土组成材料中，胶凝材料水泥的水化反应会产生大量的水化热，水泥用量越大，水化热越大。随着时间的推移，现浇混凝土内部温度不断上升,在表面形成拉应力[2]。后期在降温过程中,由于受到内外部约束作用,又会在混凝土内部出现拉应力。在时间不断变化的过程中，混凝土内部温度会随着时间的变化先呈上升趋势，当混凝土温度达到达到峰值后，水化过程趋于缓和，混凝土温度呈下降趋势，内部热量逐渐消退并开始冷却，直至内部温度下降到与外部所处环境温度相适应。在混凝土内、外温差的变化过程中，混凝土材料会随着温度的改变而发生收缩或者膨胀的情况，混凝土内部就会产生温度应力。这时外部混凝土不断拉伸，当拉伸应变超出拉伸应变极限时，混凝土就会出现开裂。
（二）收缩裂缝的形成原因
收缩裂缝主要是由湿度变化引起的，通常为混凝土非结构性裂缝。混凝土拌和施工过程中，为满足施工和易性指标，通常水的用量较大，一部分水分以游离形态存在，混凝土硬化过程中，内部水分通过混凝土内部毛孔蒸发，造成混凝土体积收缩。在混凝土施工结束之后，如果后期养护工作做得不到位，就会使混凝土中的水分不断蒸发流失，导致水化过程消耗水量变大却得不到补偿，使水泥胶体孔隙贯通，进而出现收缩裂缝。混凝土收缩主要包括干收缩和化学收缩。混凝土随着时间和外部条件相应变化，混凝土结构体积缩小，致使混凝土整体发生收缩情况，这种情况被称为干收缩。如果混凝土材料在硬化过程中，水泥水合物的总体积小于反应前骨料的总体积，这种情况被称作化学收缩[3]。一旦混凝土出现收缩的情况，将会引起混凝土表面拉应力和混凝土内部压应力，当超出混凝土的抗拉极限时，在混凝土的表面上就会出现收缩裂缝。
（三）弯曲裂缝的形成原因
在施工过程中，像梁、板等水平受弯构件在荷载作用下产生弯矩，弯矩在构件截面上产生一定的法向应力，致使中间跨度截面的弯矩会不断增大，随着弯曲构件截面荷载的不断增加，中间裂缝中就会出现一些垂直于拉应力的裂缝，这些裂缝不断增多，形成弯曲裂缝。由于受压区混凝土的徐变、混凝土收缩以及受拉区混凝土不断退出工作，致使构件截面抗弯刚度降低，变形增大。施工不善造成钢筋保护层厚度不足、混凝土强度不足、养护不到位将降低钢筋混凝土构件抗弯刚度，此时构件容易发生弯曲裂缝。
（四）剪切裂缝的形成原因
剪切裂缝通常发生于梁支座附近，裂缝面平整光滑, 裂缝延伸较长，分布规律。当混凝土施工不善，钢筋材料强度不足，超出设计荷载使用时，使梁受拉区产生裂缝。当梁的混凝土强度不足，抗剪钢筋配置不足，施工时箍筋规格、型号错误、间距超标，施工超载、提前拆模时，使构件抗剪能力降低而产生剪切裂缝。当梁的设计高度不足，混凝土振捣不密实，构件使用环境超出设计条件时，梁受温差和干缩的综合作用发生裂缝。
（五）断裂裂缝的形成原因
当构件承受轴向拉力时，钢筋混凝土会随着承受拉力的不断增加而出现裂缝。如果拉力较小，钢筋混凝土会均匀的承受拉应力，这时不会对钢筋混凝土产生较大影响，但是如果拉力不断增加，直到超出钢筋混凝土的抗拉强度极限时，就会出现一些垂直于轴向拉应力裂缝，这种裂缝如果不能得到及时的处理，就会继续发展，甚至贯穿整个构件横截面。通常将这种贯穿整个横截面的裂缝称为断裂裂缝[4]。
（六）扭曲裂缝的形成原因
当钢筋混凝土构件承受扭距时，其遵循圣维南弹性扭转理论。扭曲裂缝发生在剪应力最大部位，当截面为矩形时，裂缝通常出现在横截面长边的中点或者终点附近的部位，一般会与构件轴成45°左右角度[5]。将会形成许多新的螺旋裂缝，这些裂缝的不断出现就会形成空间裂缝。在空间裂缝中三个侧面被不断张紧，只有一个侧面被不断压缩。出现这种裂缝就会致使部分混凝土丧失作用，钢筋的应力会有着较为明显的增加，这种增加主要体现在扭转角的改变。随着角度不断增加，裂缝将会越来越大。
三、针对混凝土产生裂缝的防治措施
由于混凝土形成裂缝的原因复杂，不同因素会产生不同种类的裂缝，我们对施工过程中产生的裂缝种类，通过工程实践调查分析成因，控制混凝土原材料质量、优化施工配合比，落实混凝土浇筑、养护措施、控制入模温度、强化施工管理控制、优化水电预埋布线等方面进行改进，来减少混凝土产生裂缝的发生，并采取针对性裂缝修复措施减轻已有混凝土裂缝危害。
（一）控制混凝土原材料质量、优化施工配合比
混凝土材料选择是否合理与混凝土结构裂缝质量问题息息相关，因此，施工中应严格控制混凝土材料质量，避免因原材料质量问题影响混凝土质量。首先，严格控制混凝土材料中砂、石集配及含泥量。级配良好的砂、石骨料能有效填充骨料之间的空隙，增加混凝土自身密实度，含泥量过高则容易导致混凝土和易性下降，混凝土需水量增加，粘聚性下降，强度下降，进而造成混凝土抵抗温度应力性能下降产生裂缝。其次，针对不同的施工部位、结构特点，通过对混凝土配合比设计、施工优化，减少水泥用量可以有效减少水化热。水化热过高会使混凝土容易产生温度裂缝，施工中通常选择矿渣水泥、粉煤灰水泥等水化热相对较低的材料来代替普通水泥。在混凝土中添加适量粉煤灰也可以起到降低水化热的作用，在提高混凝土可塑性的同时，也降低了混凝土的温度。最后，严格控制水灰比，在混凝土中掺加适量外加剂，减小单位体积用水量，增加和易性。例如，掺加减水剂可有效减少混凝土中水的用量，同时维持混凝土坍落度基本不变，改善混凝土工作性，节约水泥用量，达到降低水化热量的目的。掺加微膨胀剂可以在一定程度上起到补偿混凝土干缩和密实混凝土、提高混凝土抗渗性作用，施工掺量通常为8～12%，或根据具体工程部位试验确定，主要用于防水抗渗混凝土结构、后浇带等部位，提高抗裂防渗性能。
（二）落实混凝土施工措施、加强养护工作
混凝土施工措施能否有效落实，对于预防混凝土裂缝意义重大。新浇混凝土对于温度比较敏感，温度对于混凝土开裂有着重要影响，尤其是夏季、冬季等外界环境温度极端情况要特别注意控制混凝土内外部温差，当设计无要求时，混凝土内外部温差应控制在25°以内。南方地区夏季白天施工时，外界环境温度通常高达35°以上，混凝土搅拌时可以采用冰水或井水搅拌来降低混凝土入模温度。北方地区冬季夜间施工时，则可采用热水搅拌，寒冷地区混凝土运输车采取棉毡保温覆盖措施，将混凝土入模温度控制在20°左右为宜。混凝土浇筑施工尽量避免高温、低温时间段进行。对于有特殊要求的结构，加强混凝土内部降温、测温工作，可以在混凝土结构内部预埋冷却管方法，通水冷却来降低混凝土的内部温度，对大体积混凝土进行测温监控。混凝土浇筑完成后，12h内开始全面混凝土养护工作，可采取表面薄膜覆盖、洒水养护相结合方法，保持混凝土表面长期湿润，寒冷地区则采取保温覆盖、蓄热等措施加强混凝土的养护工作，养护周期对于普通混凝土不小于7天，抗渗混凝土14天为宜。
（三）强化施工过程管理、优化水电预埋布线
工程实践表明，强化施工过程管理，对于减少混凝土裂缝产生能够起到立竿见影的效果。首先，可以严格控制新浇混凝土楼面的材料上料时间。当前，在房地产企业追求“快周转、高周转”的背景下，土建工程混凝土浇完后，混凝土未到达规定强度的情况下，就开始堆放施工材料，造成新浇楼板混凝土内部扰动损伤，从而产生裂缝。其次，强化模板支架搭设验收，拆模验收手续。施工中应严格按照已审批的模板工程专项施工方案进行模板支架的搭设，完善验收手续，控制拆模时间，避免因支架刚度不足、拆模时间过早造成混凝土结构振动形成的混凝土裂缝。再次，重视混凝土振捣以及收面工作，混凝土要求振捣密实，不漏振、也不过振，对混凝土表面采用专用磨光机进行多遍压实磨面，有利于充分闭合表面毛细孔，减少灰浆水分蒸发，防治表面收缩裂缝。最后，在施工过程中经常存在水电预埋管线布置密集、施工位置欠佳的问题。现代建筑中，水电管线布线设计通常采取集中布线方式，管线布线过于集中，一方面造成楼板钢筋施工布筋困难，布管密集处出现2排、甚至3排线管交叠的情况，挤占钢筋位置；另一方面对混凝土浇筑影响较大，混凝土振捣难度大，包裹线管位置为楼板结构薄弱部位，布线集中处出现结构裂缝的几率往往大于其他部位。因此，优化水电预埋布线，设置附加加强网片筋抵抗混凝土不利影响意义重大。
（四）裂缝修复“对症下药”、提高修复效果
混凝土裂缝作为工程中常见的质量通病，为减轻有害裂缝为结构的影响，需要“对症下药”，采取针对性裂缝修复措施。混凝土裂缝常见的修复方法有表面封闭修补法、压力灌浆修补法、粘贴钢板修补法等。表面封闭修补法主要针对混凝土内外温差太大、混凝土表面收面随意、养护不到位、超过设计荷载等引起的混凝土表面浅层裂缝，将树脂类保护膜涂刷至混凝土裂缝表面来对裂缝进行封闭。当树脂保护膜涂刷修复效果不明显时，可沿着混凝土构件表面上的裂缝切出u或v形槽，然后灌注树脂浆料。压力灌浆修补法经济适用性好，适用范围广，是混凝土表面裂缝常用的修补方法，操作时将浆料入口和排气孔连接到外界，针对不同裂缝深度，控制注浆压力，选择低稠度快速水泥或环氧树脂浆料等注浆材料，将浆料注入缝隙中可以起到封闭裂缝效果，增强钢筋混凝土的整体性、抗渗性和耐久性。粘贴钢板修复法适用于混凝土结构性裂缝，构件强度不足等情况，主要针对钢筋混凝土受弯、受拉、大偏心受压构件的加固，通过将钢板整体和有裂缝的位置进行粘贴，使钢板和混凝土结构达到一体化的程度，增强混凝土结构的承载能力。
结束语
混凝土裂缝是在土建施工过程当中经常出现的情况，作为土建工程质量通病防治难题之一，做好施工过程的防治工作十分必要。尽管因建筑结构差异以及所处环境部位不同，导致裂缝的成因复杂、裂缝危害程度不同，但是我们可以通过不断完善混凝土施工措施，强化施工管理，将裂缝产生几率尽可能性降到最低。一旦出现裂缝，及时采取科学合理的修复措施，对土建施工过程中产生裂缝进行有效的防治，保证建筑结构安全和使用功能。
参考文献：
[1]张剑.岩土施工中混凝土结构裂缝原因分析与控制方法[J].低碳世界,2018,000(008):237-238.
[2]王振兴.混凝土结构裂缝原因分析与防治措施[J].建筑工程技术与设计,2018,000(020):111-112.
[3]闫丙雷.房建施工中混凝土结构裂缝成因及处理对策[J].冶金丛刊,2019,004(007):95-96.
[4]罗宇轩.浅谈混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].河南建材,2018,000(001):190-192.
[5]梁宇.浅谈混凝土结构裂缝的防治对策[J].建材与装饰,2018,557(48):17-18.