建筑工程中混凝土裂缝的成因与治理探究论文_梁炳正

建筑工程中混凝土裂缝的成因与治理探究论文_梁炳正

广西同泽工程项目管理有限责任公司 广西南宁 530028

摘要:现代建筑工程中,现浇混凝土技术得到突飞猛进的发展,其因整体性好、抗震性强以及混凝土商品化后具有质量保证、节约人工、优化成本、减少污染等优点从而得到了广泛地推广和应用。但是由于混凝土本身是一种脆性材料,早期强度低,施工过程中极易出现裂缝缺陷,影响建筑结构的整体性和耐欠性,对建筑物造成危害。如何控制现浇混凝土裂缝的出现,是提高建筑工程施工质量应重视的问题之一。

关键词:建筑工程;混凝土裂缝;成因与治理

一、引言

近年来,随着城市建设的发展,在房屋建筑、市政基础设施以及轨道交通等民生建筑工程建设中,现浇混凝土结构因其整体性好、抗震性强得以广泛应用,但混凝土结构出现裂缝的机率也在不断增加,它直接影响到结构的耐欠性、防水性,影响着结构物的使用安全;如何控制混凝土裂缝的出现和发展以保证工程施工质量和结构安全成为工程技术人员迫切希望解决的难题。本文针对建筑工程中现浇混凝土裂缝的成因进行探究,并提出针对性的治理措施,降低混凝土裂缝出现的机率和发展,使其有害程度控制在规范允许的范围内。

二、混凝土裂缝的成因分析

混凝土做为一种工程复合材料,因其和易性好,硬化后强度高广泛应用于建筑工程中,由于其本身也是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当温度、湿度变化、荷载作用及地基不均匀沉降时,极易产生裂缝。归纳其裂缝成因,主要有以下几个方面:

1、温度变化引起的裂缝

这种裂缝常出现在大体积混凝土中,在进行浇注和最终浇注完混凝土后,因为水化的现象会突出地出现在混凝土内部,随之产生水化热量并得以释放,一开始可能因为在其内部聚集了大量的水化热,很难得以挥发,因而会造成其内外部的温差过大,同时在其内部会产生巨大的拉应力,如果拉应力比这个时期的混凝土所能承受的拉应力还要高的话,那就很容易由于温度差的原因产生一些裂缝。并且因为大体积混凝土一般仅仅在其表面进行配筋,那么就极大的增加内外的温度差,只能由混凝土承受所有的拉应力,因此,在该种情况下更容易出现温度裂缝。

在浇注好建筑工程中的大体积混凝土之后,当混凝土表面受到太阳的暴晒时会导致这一部位的混凝土温度比其他地方更高,此时,这些位置内部的温度会形成非线形的增长,由于受到自身的限制,局部的拉应力会大大增加,进而形成温度裂缝;除此之外,在浇注好混凝土之后,如果昼夜温差过大或突然遭遇强降雨或者冷空气的侵袭,则会急剧降低表面的温度,在温度应力达到一定的水平之后,相应地也会导致温度裂缝的出现。

2、混凝土收缩引起的裂缝

在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的,特别是在气温高、风速大、气候干燥的环境下,混凝土表面因失水过快而产生塑性收缩和缩水收缩。塑性收缩是发生在施工过程中,大多产生于混凝土初凝后至终凝前期间,混凝土浇筑后随着水泥水化反应的进行,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水而引起收缩。塑性收缩常产生于混凝土表面,这种收缩受到结构构件和下层配筋的约束会使混凝土产生浅层开裂,一般自表面开始,有些也可发展成贯穿裂缝。

缩水收缩是混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当其承受拉力超过抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

3、混凝土结构受荷引起的裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。同时,由于地基承载力不足产生的不均匀沉降及模板钢度不足产生的弯沉也会使混凝土结构产生裂缝。

4、设计构造不当引起的裂缝

设计结构中的断面突变而产生的应力集中,设计中对构件施工加预应力不当,设计中构造钢筋配置过少或过粗以及混凝土等级过高或灰量过大等都会使混凝土结构产生裂缝。

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三、混凝土裂缝防治措施

1、设计优化

设计优化是控制混凝土裂缝的第一道环节,首先,要严格控制混凝土的配合比。混凝土的配合比除了应满足符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、体积安定性等要求外,在保证符合现行规范要求和保证具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“四低(低水胶比、低砂率、低坍落度、低水化热)、三掺(掺减水剂、引气剂、微膨胀剂)、一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,从而达到降低混凝土热峰值的要求。其次要配置一些温度钢筋增加在易形成温度裂缝的地方,有效展开抗拉,并且尽可能保证钢筋的保护层选择最小的厚度,防止由于保护层过厚而形成温度裂缝;此外,还能利用巧妙设计后浇带与伸缩缝,把一个个体积较大的混凝土分隔成一小块一小块均匀的结构,利用巧妙地结构设计扩大混凝土水化热的散热面积,进而有效防止混凝土内部快速升温,进而避免应力过于集中带来的温度裂缝。

2、材料控制

混凝土裂缝的产生与混凝土拌和物的组成材料和用量有关。水泥是水化热形成的主因,水泥用量越大、水化热越高的水泥形成温度应力就越大,产生裂缝的可能性也越大。因此,在体积较大的混凝土构件中选择水化热较低的水泥,并在其中适量添加合理比例的粉煤灰,严格控制水泥的用量,可以降低温度裂缝的出现和发展。针对混凝土的粗骨料,选择强度较高、粒径较大且级配较好的材料,能有效避免混凝土出现收缩和变形,同时还必须对含泥量及其有害物质的含量进行有效控制。针对混凝土的细骨料来说,选择细砂或者中砂为最佳,能够有效缩减表面积,降低空隙率,进而有效缩减水泥的使用量。除此之外,应当适当在其中添加外加剂,减小水灰比,增强和易性,进而使得同龄期混凝土抗拉能力大大提升。

3、施工控制

施工过程的控制也是混凝土裂缝控制的一个关键环节,重点是对混凝土的生产、运输、浇筑以及养护等进行严格控制。在高温天气下进行施工时,一定要注意降低粗细骨料的温度,混凝土浇筑宜在早晚温度较低时进行,对露天的砂石料进行覆盖,减少阳光的暴晒,在拌和前对砂石用冷水进行降温,用冷水进行混凝土搅拌以降低入模温度,从而降低混凝土内外温差和防止表面裂缝的产生,还能有效防止混凝土因骤然降温从而产生的贯穿裂缝。对厚度较大的构件,混凝土浇筑要合理分段分层进行,减少混凝土的一次浇注量,控制混凝土的温度应力和收缩量。混凝土浇筑完毕需及时进行振捣,振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝,必要时采用二次振捣工艺保证混凝土的均匀性和密实性,提高混凝土本身的抗裂能力。混凝土浇筑完毕要及时进行提浆、压光,并及时用草帘等进行覆盖并进行浇水养护,避免高温造成混凝土体表面水分的急剧蒸发,这样就能够降低混凝土的收缩量,防止混凝土裂缝的产生,混凝土的养护时间应当不少于14d。

在施工过程中还需加强对地基的检查与验收,保证地基承载力符合要求。模板的构造要合理,模板和支架要有足够的刚度,防止在荷载作用下变形过大而造成裂缝。钢筋安装位置要正确,保护层厚度需符合规范要求,钢筋表面应洁净,钢筋的代换需考虑对构件抗裂性能的影响。

四、结束语

混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题,影响建筑物的使用功能,需从多方面进行综合分析与控制,以保证建筑物和构件安全、稳定的工作。随着材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,只要在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格按设计和施工规范进行施工,再加以正确的处理措施,裂缝是可以得到有效控制和预防的。

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论文作者:梁炳正

论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期

论文发表时间:2017/9/25

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