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摘要:在建筑工程中混凝土材料的好坏和变化发展对建筑工程起着至关重要的影响。混凝土是由水泥石和骨料以及其他的水和气体组成,成分复杂的混凝土在不同的气候条件下也会产生不同的变化。在混凝土建筑物中十分常见的就是裂缝问题。这是由于其在不同环境条件下发生的物理化学变化导致的。变化程度的不同,形成的裂缝也不同,最为普遍的分法是分为宏观裂缝和微观裂缝,宏观裂缝肉眼可见,微观裂缝小之又小,但是裂缝的存在,在后期载荷和环境的影响下,逐渐演化,终究会危害建筑物的安全。裂缝形成的原因有很多,原材料配比不当、施工方法有误或是建筑自身条件的影响等等。在实际环境中,裂缝一般是由多种原因共同影响下产生的,对此国家也明确做出了相关规定,本文将从多角度探讨裂缝的成因和处理技术。
关键词:建筑工程;混凝土裂缝;成因;处理技术
一、建筑工程中混凝土裂缝的分类和成因
1.1自身特征导致的裂缝
在建筑物质量问题中,混凝土裂缝多是由于混凝土内部原因或是外部环境因素造成的。我们就此对裂缝进行分类讨论。
收缩裂缝,在混凝土浇筑完后之后,理论上自由收缩是不会产生裂缝的。但是由于内部钢筋或是两端的约束导致混凝土在成型收缩过程中,随着水分的蒸发会产生收缩裂缝,这种裂缝受约束力的影响,故约束力越大所产生的裂缝也会也大。在混凝土硬化过程中,水分蒸发不明显,早起形成的裂缝也会比较细小,不易被察觉,随着水分增加,裂缝才会逐渐显现出来。当混凝土内部湿度和环境湿度平衡之后,才会停止蒸发水分,但是,随着环境湿度的变化,混凝土内部也在发生蒸发与吸收,热胀冷缩裂缝也将恶化。
干燥裂缝,在水泥混凝土长期干燥脱水的情况下,其体积会不断缩小,产生干燥裂缝。由于水泥石的收缩比混凝土大,在相同环境中,不同的收缩会造成体积的变化,从而导致干燥裂缝的产生。引起这种裂缝的主要内因是由于水泥、水、水灰等材料的配比,外因是由于环境湿度和干燥时间。
水化收缩,水泥和水反应之后,体积会比反应前小,水化反应的同时,体积也会减小,这种收缩引起的裂缝成为水化收缩。
混凝土自身收缩,外部无水时,在水化反应下,水泥浆中的水分被耗尽,液面产生负压出现的收缩。
干湿引发的体积变化,硬化后的混凝土结构在高湿度的情况下吸水膨胀,受混凝土配比和其材料吸水情况的影响,在发生润湿膨胀后体积的变化。
温差裂缝,由于温度差或是温度变化的影响,混凝土热胀冷缩因为的开裂。一种是内部温度差所导致的,另一种是局部温差变化产生的热胀冷缩。影响温度裂缝的因素有很多,水泥的品种、水泥的浆量、断面的大小,浇筑环境的因素和构件的形状等等。
塑性收缩裂缝,在混凝土凝结之前,在混凝土结构上表面水分流失的比较快会发生一定的收缩。塑性收缩裂缝也成为沉陷收缩裂缝,在干燥或大风气候下容易出现。并且一般都是两端细中间宽且长短不一。主要原因是受风或是温度的影响使得比表面失水较快,形成表面的沉陷和收缩,形成龟裂。这些变化也主要受混凝土的配比和凝结时间影响,外因多是由于环境因素造成的,像风、温度、湿度等都会影响其表面的凝结。沉陷裂缝也多受地质影响,可能由于土质不均匀、松软或是地基不扎实等多种因素使得部分有沉降导致裂缝的产生。在模板不牢固或是松动的情况下,或是在冬季时冻土化冻导致混凝土结构受损,因而产生较大的沉陷裂缝,还会伴随一定的错位。
1.2化学反应导致的裂缝
化学反应引起的裂缝主要有两种。
一种是碱骨料反应引起的裂缝,在混凝土混合搅拌过程中会产生碱性离子,这些碱性离子和一些活性骨料反应,吸收环境中的水分从而导致体积变大,造成结构疏松、膨胀开裂。这种裂缝一旦产生,将很难处理,所以要提前避免。
另一种是钢筋锈蚀引起的裂缝,在混凝土浇筑不良、振动不合格或是钢筋保护层较薄的时候,有害物质或是杂质等进入,使得钢筋产生锈蚀反应。混凝土中钢筋锈蚀之后,体积会增加几倍,产生径向胀压力,当压力超过混凝土的承载压力时,混凝土就会产生顺着钢筋的纵向裂缝。裂缝产生之后,外部环境的杂质和水分沿途进入加快锈蚀,裂缝将越演越烈。
1.3混凝土结构受力裂缝
混凝土在受载之后,结构产生裂缝的因素有很多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工过程中可能由于振动棒振动不良的影响、拆模过早凝固不良、方法不当或是构件堆放、运送因素等多种条件下产生裂缝,或是在钢筋混凝土、板梁等承载构件受力弯曲时,在不同载荷情况下会出现不同大小的裂缝。普通的裂缝肉眼一般不能轻易被察觉,而构件受力在设计载荷的1.5倍以上时,钢筋混凝土产生的裂纹一般为无害裂缝,还在安全范围内,但是部位不同,危险程度不同。还是需要认真对待,多加观察。
1.4施工工艺和流程造成的裂缝
施工不当引起的裂缝,由于施工不合理、模板支持不足或是撤出过早形成裂缝,施工的控制不都严格,导致载荷过大,构件无法承受形成裂缝。不规范的浇筑将直接导致振捣时间过短或是振捣不到位,混凝土不能坚实可靠,石子下沉或是砂浆偏多,积水增多,干缩变形将变大导致产生裂缝。模板、垫板干燥,洒水不够,模板吸水过多,引起混凝土收缩产生裂缝。养护不当或是后期处理不足导致混凝土内外温差或是结构受力不均匀造成的裂缝等等。
二、混凝土裂缝的预防
裂缝的危害可大可小,但是还是需要尽早预防,以便保证安全的施工。在预防方面,首先是从设计和施工方面考虑裂缝的预防和治理工作。在混凝土自身干缩变形产生的裂缝方面是无法完全避免的,但我们可以从各种影响干缩的因素出发来减少这种裂缝,或是控制裂缝的大小,同时做好施工监控,尽量按设计完成工程,减少意外的发生。
2.1严控控制配比
从混凝土裂缝自身条件出发来控制其裂缝的产生。根据其设计强度和质量要求,严格控制混凝土中各成分的比例,控制水泥、水石灰和水的用量,并选择优质石子,就是大小适中的石子来减小间隙,从而达到提高混凝土抗裂的能力。
2.2控制混凝土的温度应力
温度应力是产生混凝土裂缝的内在原因,内外温差一般控制在20到25度时,混凝土建筑物不容易产生温差裂纹。所以,在保证混凝土的强度条件下,尽可能的减少水泥和水的用量,这样可以尽可能的降低水凝土的温度,并且在规范要求下进行浇筑时保持环境温度,不可高温操作,并且运行沙石尽可能遮阳处理,保证其温度。
2.3做好预算
在设计过程中,尽量对钢筋混凝土的结构和体积做出常规的预算,还需要将现场进项勘察,考虑到实际施工的因素。并且对容易产生裂纹的部位进行裂纹计算,选择合理的强度和钢筋配比,加强整体机构的同时兼顾裂纹防护措施。
三、混凝土的裂缝处理
3.1表面修补法
表面修补法,顾名思义就是在混凝土建筑裂缝表面进行常规的修补。主要适用于稳定结构的表面裂缝和探进裂缝的处理,一般多使用表面涂抹水泥或是在表面刷油漆、沥青等材料。为防止再次开裂还会在表面黏贴玻璃纤维布。
3.2灌浆、嵌补法
灌浆主要适用结构不重要时或是对密封性要求严格的缝隙填补。在填补过程中,用压力设备将胶质材料压入裂缝中,待其与混凝土凝结之后便可以完成加固目的。常用的胶质材料有水泥浆、环氧树脂等化学材料。嵌补法是沿裂缝适当开口,填补刚性止水材料或是塑性材料。常用的材料有塑料油膏、丁基橡胶、聚合物水泥将等等
3.3结构加固法
当裂缝影响当混凝土建筑质量时,在对裂缝进行处理的同时还要兼顾结构的加固,故多采用加大混凝土截面或是黏贴钢板、增加支点等措施。
3.4混凝土置换法
在遭到严重损坏时,就要考虑对混凝土进行置换的方法。就是先将损坏部位的混凝土剔,然后置换上其他材料,如聚合物、砂浆或水泥砂浆等。
3.5电化学法
利用电场中介质的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土的环境,使其钝化,来防止其腐蚀。常用的有阴极防护法、碱性复原法和氯盐提取法等。
四、总结
不断的研究发现问题,从而革新才是发展的硬道理。在混凝土建筑物的研究中,我们做的还不够,还需要更加深入的研究。
参考文献:
[1]罗福午.建筑工程质量缺陷事故分析及处理武汉工业大学出版社,1999.
论文作者:李国忠
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/29
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 水泥论文; 表面论文; 环境论文; 体积论文; 温度论文; 《基层建设》2016年17期论文;