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摘要:随着建筑技术的发展,钢筋混凝土仍然是世界上使用量最大、应用最广泛的建筑材料,虽然混凝土材料的使用已经有很长的时间,但在建筑工程的混凝土质量仍然存在许多问题。混凝土是水泥与骨料混合物,是一种非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身的特性等问题,成型的混凝土中存在着孔隙、气穴和微裂缝,所以建筑结构产生裂缝是相当普遍的现象。在现实的建筑中,混凝土结构总是带裂缝工作的,在使用荷载不大的情况下,裂缝不易被肉眼察觉,但随着裂缝的不断发展,结构的耐久性会不同程度的降低,甚至会造成严重后果。所以,研究和分析裂缝产生的原因并加以控制是一个非常重要的课题。
关键词:房屋建筑;钢筋混凝土;裂缝原因;防治技术
1 房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝原因
1.1 水泥温度变化的影响
钢筋混凝土施工过程中,水泥水化过程要释放出一定的热量,如混凝土结构较厚,因其自身又具有一定的保温性能,使得水化过程中产生的大量热量得不到及时散发,在混凝土内部热量不断累积。而混凝土表面水分易蒸发,温度冷却快,导致混凝土结构内部与表面的温度差增大。内热外冷导致混凝土表面冷缩,内部热胀产生的应力,相互约束。受到外界约束的作用,根据混凝土自身的特性,高温时弹性变量小,产生的变形较小,混凝土内产生的应力也较小。当混凝土内由于水化热得不到散发而膨胀使表面变形,变形会遭到内部应力的约束,但内部应力超出极限值时,变形较大,结构内随之产生较大应力,应力超过混凝土抗拉强度时,产生温度裂缝。在后期的降温过程中,因受到基础混凝土或老混凝土的约束,也会在混凝土内部出现拉应力。外部气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉能力时,就会出现裂缝。
1.2钢筋混凝土材料及配合比的影响
混凝土材料配合比若设计不当将直接影响混凝土的抗拉强度,造成混凝土开裂。粗细骨料的粒径越细小、针片含量越多,混凝土的用灰量、用水量越多,收缩量就会越大;混凝土外加剂、矿物掺合料的选择或者掺加量不当,也会增加混凝土的收缩;水泥品种的原因,矿渣水泥、火山灰水泥干缩性较大,普通水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰干缩性较小;水泥等级及混凝土强度等级的原因,水泥等级越高、细度越小、早期强度越高对混凝土开裂的影响越大;混凝土的设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
1.3外部气温的影响
钢筋混凝土施工时外部气温的影响很大,外部气温出现乍冷乍热,内外层混凝土温差会急剧增大,温差大对钢筋混凝土施工是极为不利的,将直接影响混凝土的质量。因为温差引起温度应力的变化,温差大,随之温度应力也会变大。比如在高温条件下,混凝土表面的水分蒸发加快,混凝土内部热量难以消散,内部温度升高,加上不易散热,混凝土内部热量不断的累积,持续时间长,内部的体积膨胀,强度不能承受表面的急剧收缩,产生的体积内涨外缩,从而导致裂纹产生。因此,浇筑完成后,应及时养护,尽量消除或减小混凝土内外温差引起的温度应力,才能尽可能地避免钢筋混凝土出现裂缝。
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2 房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝的防治技术
2.1 控制钢筋混凝土材料质量
在钢筋混凝土拌制中重点对水泥、骨料、外加剂进行严格的技术与质量控制,要根据设计与施工条件选择适于强度形成和预防裂缝的水泥品种,杜绝早强性、高水化热水泥的使用,同时应该添加一定量的减水剂、粉煤灰、延时剂,以此来控制水灰比,减少裂缝的产生。
2.2 建筑设计与结构构造的合理性。
从设计上控制,当建筑体型复杂,上部荷载差异较大,应采用合理的地基基础型式保证整个基础的刚度能满足地基可能的变形。对于软土地基或地质情况变化较大的地基,应进行必要的地基处理,尽量避免地基的不均匀沉降。建筑平面上尽量避免大的突变及构件断面突变,构件开洞,建筑物的大角等应力易集中部位应采用加强配筋处理等。
2.3严格控制混凝土配合比
严格控制混凝土配合比是预防混凝土质量通病的一个重要环节。在施工前,应反复验证混凝土的配合比,选择最适合本工程的最佳混凝土配合比。优选供应原材料的厂家,预防由于原材料不合格造成的质量问题;应优选低水化热的水泥,并适当减少水泥用量,防止由于过高水化热引起混凝土温升过高;混凝土拌合过程中,严格控制骨料的级配,水灰比控制在大约0.55 之下,砂率控制在大约40-50%为宜,尽量控制拌合料中的砂、石将含泥量到1%之内;水泥的用量控制在450kg/m3 左右。
2.4减少温度裂缝
为减少大体积混凝土的温度裂缝,我们一是采用合理混凝土配合比,尽量选用低热或中热硅酸盐水泥、矿渣水泥等,掺加粉煤灰或高效减水剂、缓凝剂、改善骨料级配等来减少水泥用量,降低水化热,尽量使混凝土入模后的温升控制在50℃以内。二是加强混凝土表里温差、降温速率、环境温度的监控,以便于及时采取保护措施。三是改善混凝土的加工工艺,采用预冷技术降低混凝土的入模温度。四是合理安排施工工序,采用分层、分块浇筑或跳仓施工法,以利于散热和减小约束。五是加强混凝土早期养护,混凝土浇筑后,及时用麻袋、薄膜等覆盖,并洒水保温保湿养护,保证混凝土里表温差控制在25℃以内,降温速率控制在2. 0℃ /d 以内,养护时间不少于14 天。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,使混凝土表面缓慢冷却。六是采取留置变形缝、后浇带等措施来释放温度应力,或在混凝土中配置构造钢筋、掺入纤维材料、采取二次振捣工艺来提高混凝土抗裂性能。
2.5严格施工作业管理
2.5.1施工作业人员上岗前,应做好技术交底关,对施工中可能出现的问题在技术交底时一次交底清楚。
2.5.2 在混凝土的施工过程中,应严格按照施工验收规范和技术规范施工。严格控制混凝土的浇筑高度在2 米以下,如果高度超过3 米,使用溜槽或者串筒来下料;混凝土振捣过程中,应严格控制混凝土的振捣时间和振捣间隔,确保混凝土振捣均匀、密实;尽可能避免振捣棒和钢筋的直接接触,预防钢筋的移位。
2.5.3 混凝土构件在脱模翻转时,应尽量在铺砂平整的场地进行,翻转时注意构件的稳定性,避免产生过大的冲击力。
2.5.4 保证混凝土的养护质量。应严格混凝土的养护时间和养护措施,适当延长混凝土的养护时间。如果混凝土构件长期处于露天的环境,应当进行适当的覆盖,并定期浇水养护,确保混凝土表面的湿度。
总之,混凝土裂缝的危害是巨大的,它直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速钢筋内部的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的使用带来危害。因此,我们必须高度重视混凝土裂缝的预防及寻求有效的解决方法。只要采取合理有效的控制措施,就能大大减少裂缝产生的可能性,或将裂缝数量控制在最小程度范围内。要防治兼施,从而确保工程的施工质量,提高建筑的安全性,让给使用者更安心。
参考文献
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[4]刘波.浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因控制措施及处理方法[J].建筑科学,2012(05):61.
论文作者:陈天琪,周玲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/11
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 应力论文; 钢筋混凝土论文; 水泥论文; 水化论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;