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摘要:混凝土施工在土木工程施工过程中起到至关重要的作用,因为混凝土直接起到确保建筑质量的作用。当前由于混凝土的成本相对较低,坚固性和稳定性又有保障,所以大量出现在土木工程中,获得了广泛的应用。但是尽管混凝土的制作和施工相对简单,施工过程中所要注意的技术要点却并不少,这是因为混凝土的质量对于建筑整体的稳定性十分重要。
关键词:混凝土;裂缝;防治
前言
近些年来,社会经济的发展使得城镇化的步伐进一步加快,再加上人们的生活水平普遍提升,建筑行业可以说迎来了春天。城市的发展也使得各种市政工程不断增多,无论是市政工程还是建筑工程,都离不开混凝土。混凝土操作简便、成本低廉、稳定性强,成为当前各类型土木工程的首选。但是混凝土不是单一的材质,它是各种材料的混合,所以很讲究材料本身的质量和配比问题,再加上其操作是需要一定的工序和规范的,所以在施工过程中一定要注意施工技术问题。
1混凝土裂缝的分类
在大量的工程建设实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究成果都表明混凝土裂缝的产生是不可避免的,它是材料的一种特性,但其有害程度是可控制的。因此,科学的对待裂缝问题是建立在对裂缝分类、研究的基础之上,从而采取有效措施,将损害程度控制在允许范围之内。
根据混凝土裂缝产生的原因非常复杂,大致可分为结构性裂缝和分结构性裂缝。
1.1结构性裂缝
结构性裂缝多是由于结构应力达到极限,造成承载力不足引起的,是结构破坏开始的特征,或是结构强度不足的征兆,其裂缝形式多种多样,主要原因如下:
(1)设计原因引起的裂缝
a.楼板刚度不足:设计按多跨连续板进行配筋计算,侧重于满足结构安全,较少考虑混凝 土收缩特性和温度变形等多种因素,楼板高跨比仅为 L/33.6-L/35,其刚度较小对裂缝控制很不利。
b.楼板构造配筋设计不周:设计在支座处按常规配设负筋,在中部板面不配钢筋,当板面出现温度变形和混凝土收缩,因无构造钢筋约束,板面即出现裂缝。
c.楼板内布线不合理:由于水电施工图由各专业设计,实际施工中出现水电管交叉叠放,或由于设计考虑管内容线面积,部分预埋管径≥D25;且设计管线位置在楼板跨中,即在单层双向配筋处,楼板有效截面受到很大程度(15%~40%)削弱,成为楼板最易开裂的部位;当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时,即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。
d.从房屋的空间结构来看,剪力墙刚度大,约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形,而梁刚度又较板刚度大,因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上,造成这块板开裂。
e.膨胀剂的选用与掺量:设计未明确混凝土的限制膨胀率,只提出膨胀剂的品种和掺量范围,施工时按设计提供掺量进行配比施工,使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。
(2)施工原因引起的裂缝
a.水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管线位置过高时,极易在板面出现由混凝土硬化收缩产生的裂缝,也将在维修裂缝或室内装修时损坏管线;两根管线并行布置时,管线间距过小甚至并拢,更易因管线集中而产生裂缝。
b.空载养护期不足:从楼面混凝土浇完、收光到工程材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。
(3)使用原因引起的裂缝
a.改变建筑物的使用条件引起的裂缝。
b.火灾等事故引起的裂缝。
c.由地震等偶然荷载引起的结构开裂。
1.2非结构性裂缝
研究资料以及工程实践显示,在混凝土结构裂缝中非结构性裂缝占了绝大多数,约为80%,其形成原因比较复杂,以收缩裂缝为主导,工程中四种较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝和化学反应引起的裂缝。
(1)收缩裂缝
收缩裂缝是由湿度变化引起的,它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料,以天然砂、石为骨料加水拌合,经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中,为保证其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在,并在硬化过程中逐步蒸发,从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土体积收缩。此外,混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定,混凝土最终收缩量约为0.04%~0.06%。可见,收缩是混凝土固有的物理特性,一般来说,水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大,也越易产生收缩裂缝。
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(2)沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基上质不匀、松软,或回填上不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系,裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(3)温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无定规律,大面积结构裂缝常纵横交错:梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边方向出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。这类裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
(4)化学反应引起的裂缝
混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。
2裂缝的预防措施
2.1收缩裂缝的预防
(1)选用收缩量较小的水泥,低水化热的硅酸盐、普通硅酸盐水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量,降低水化热,减小混凝土体的内外温差。
(2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的 减水剂。
(3)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能小于配合比设计所给定的用水量。
(4)加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
(5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2沉陷裂缝的预防
(1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
(2)保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。
(3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
(4)模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。
(5)在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
2.3温度裂缝的预防
对于温度引起的裂缝,增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋、小间距布置,全截面构造配筋率不宜低于6.3%,一般可采用0.3%~0.5%。
(1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
(2)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在 450kg1m3 以下。
(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
(5)改善混凝土的搅拌加工工艺,降低混凝土的浇筑温度。
(6)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热高峰的出现时间。
(7)高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。
2.4化学反应引起的裂缝
由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:
(1)保证钢筋保护层的厚度;
(2)混凝土级配要良好;
(3)混凝土浇注要振捣密实;
(4)钢筋表层涂刷防腐涂料。
3结语
总而言之,对土木工程混翻紅技术应用中出现的-系列问碰行深人分析,并且提出相应的质 量控制措施,可以使混凝土施工技术得到更好的发展。我国人口数量日益增多,土木工程建设突飞猛进,因此土木工程混凝土施工技术应用的要求也会越来越高,希望混凝土施工技术水平能够得到很好的提升。
参考文献:
[1]张贵新.土木工程施工中混凝土楼板裂缝的成因及防治对策[J].经营管理者,2015(15)
[2]汪波.高层建筑防水工程施工的商品混凝土楼板裂缝防治技术策略研究[J].科技风,2015(22)
[3]孔丹丹.高层建筑防水工程施工商品混凝土楼板裂缝防治技术措施[J].黑龙江科学,2014(10)
论文作者:郭宇
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月下
论文发表时间:2016/9/20
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 楼板论文; 钢筋论文; 水灰比论文; 温度论文; 刚度论文; 《建筑建材装饰》2015年12月下论文;