兰州石化职业技术学院
摘要:随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的不断提升,对于建筑工程的质量有了更高的要求。在建筑工程中,混凝土结构的施工极为关键,如果受到自身或外界因素的影响,就会导致裂缝现象的出现。一旦出现裂缝,不仅影响到施工企业的经济效益,同时还会威胁到人们的生命安全,造成严重的后果。基于此,本文对建筑工程中混凝土结构裂缝出现的原因进行了分析,并在此基础上提出了有效的防治与控制措施。
关键词:建筑工程;混凝土;结构裂缝;防治控制
1.建筑工程中混凝土结构裂缝的种类
1.1温度裂缝。在施工过程中,混凝土性能会遭受到外界温度影响,从而产生物理反应。如果混凝土内外部的温度出现了差异,就会引发热胀冷缩现象,并且在扩张或合拢的同时,出现混凝土裂缝。因为混凝土外部温度一旦大幅转变,就会呈现出纵向位移的状态,使得其局部应力上升。而在水化热时,混凝土内部温度又会升高,从而出现温度裂缝。
1.2膨胀裂缝。在混凝土结构施工时,为了提升混凝土的总体性能,施工人员会在混凝土中加入适量的外加剂,使混凝土产生碱骨料反应。在此过程中,混凝土的内部应力会发生变化,在短时间内迅速增加,进而导致混凝土内部有膨胀裂缝产生。
1.3收缩裂缝。混凝土收缩裂缝和湿度之间存在着非常密切的关系,假如在建筑工程施工的时候,没有针对混凝土采用浇水养护的方法,使混凝土表面处在十分干燥的状态下,那么也就很可能产生收缩裂缝。此外,混凝土表面的湿度应当是均匀的,且不应该有塑性收缩的情况,否则也会引发裂缝问题。
1.4施工工艺裂缝。在建筑施工的时候需要采用到各种各样的工艺,而若是工艺质量不过关,也会导致混凝土裂缝问题。例如钢筋锈蚀裂缝、分层分段浇筑接头裂缝、受力钢筋形成的方向裂缝、浇筑不规则裂缝、钢筋绑扎以及模板安装中所产生的裂缝等。
2.建筑工程中混凝土结构裂缝的危害
2.1降低结构性能。大多数建筑工程中普遍都是混凝土结构,在混凝土结构中,极其容易出现裂缝问题,一旦出现裂缝,情况较轻的时候会影响建筑工程的美观,当情况较为严重的时候,会大大降低混凝土结构承受荷载的性能以及结构的安全性能,同时还会在一定程度降低建筑工程混凝土结构的抗渗性能以及耐久性能,甚至导致建筑工程混凝土结构出现报废情况,安全事故层出不穷。
2.2水的渗漏。在建筑工程混凝土结构中,需要做好一些防水措施,一旦防水层出现损坏或者是不能很好的对混凝土防水层进行科学、合理的处理,如果遇到雨天的时候,就会导致建筑工程混凝土结构中渗入水分,严重破坏混凝土的内部结构,甚至发生溶蚀等不良现象。
2.3对钢筋进行腐蚀。在建筑工程中,如果混凝土结构出现裂缝,就会导致内部的钢筋直接暴露在空气当中,此时二氧化碳、二氧化硫等溶解于雨水中并进入到混凝土结构内部就会形成酸性环境,从而致使钢筋的锈蚀速度大大提升,如果锈蚀情况较为严重,就会导致混凝土内部的钢筋出现鼓胀,将混凝土的保护层顶开,从而导致又一批裂缝的形成,长此以往,就会出现恶性循环,使混凝土保护层失效甚至出现脱落现象,并且钢筋不能发挥自身的支撑作用,给整个建筑工程质量及安全造成严重的影响。
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3.造成混凝土裂缝的原因分析
3.1温湿度方面的原因。物理变化容易对施工中的混凝土材料产生影响,一旦温度上升,混凝土即会膨胀,而温度下降后其又会随之收缩。如果外部与内部结构的温度都产生了改变,那么混凝土结构就很容易产生变形现象。假如在这样的过程中,又遭受了其余一些外部力量的阻碍,则拉应力会升高,当此应力的强度超出了混凝土原有的抗拉强度,那么裂缝就自然产生。
3.2设计方面的原因。开展混凝土结构设计的时候,若是未能全方位考虑到多种因素,在计算过程中遗漏了某一项关键点,或是运算不到位等,就会导致设计的混凝土结构在受力方面出现问题。比如实际的受力情况比设计的情况更差,或者在设计的时候,还产生了配筋计算错误与刚度设计不足等漏洞。
3.3材料方面的原因。在挑选混凝土材料时,必须确保材料质量达标,否则也会有很大机率导致混凝土裂缝问题。在挑选水泥的时候,应当保证水泥型号符合相关标准,并结合实际的施工环境与条件,全面考量现场的温湿度,据此选出性能与型号都适合的水泥。而在挑选砂石集料的时候,就要精确地把控好其粒径与级配,保障其含量、比例达标,这样才不会因为材料质量而引发裂缝问题。
4.建筑工程中混凝土结构裂缝的预防与控制措施
4.1塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
4.2温度裂缝及预防
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。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是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,推迟热峰的出现时间。
结语:在建筑工程建设过程中,混凝土结构裂缝问题是十分常见的施工问题,其将对建筑整体结构与质量造成十分不利的影响。所以,应当注重对混凝土结构裂缝问题的深入分析,明确混凝土结构裂缝问题的危害,以及造成该结构问题出现的主要原因。并立足于此,学习先进的施工理论与施工技术,针对性的制定施工措施,有效的防治、控制混凝土结构裂缝问题。
参考文献:
[1]陈晓峰.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因及控制研究[J].门窗,2018(02)
[2]吴海阳.浅析建筑工程施工中混凝土裂缝的原因及防治方法[J].四川水泥,2016(04)
[3]张巍,张靖.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与防治[J].科技展望,2016,26(10)
论文作者:唐文斐
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
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