混凝土建筑结构裂缝原因及应对措施论文_蒋小燕

混凝土建筑结构裂缝原因及应对措施论文_蒋小燕

蒋小燕

上海悟道机电设备有限公司 上海 200233

摘要:混凝土结构裂缝的出现,不仅会影响建筑使用寿命,而且会增加相应建筑物渗漏风险,从而对区域内施工人员造成严重的安全威胁。建筑中混凝土结构裂缝主要有水平裂缝、竖向裂缝、斜裂缝等几种类型,而根据相应建筑混凝土结构裂隙的区别,其具有多种风险因素。因此为了保证相应裂缝风险的有效解决,对建筑混凝土结构裂缝进行适当分析具有非常重要的意义。基于此,本文主要对混凝土建筑结构裂缝原因及应对措施进行了简要的分析,以供参考。

关键词:混凝土建筑;结构裂缝;原因;应对措施

引言

近年来,我国现代工程建设规模日益扩大,建筑结构形式呈现多样化发展趋势,人们对建筑质量也提出了更高的要求。混凝土材料作为重要的建筑材料,其缺点为抗拉强度低、韧性差等,这些特性导致裂缝问题频发。据相关数据显示,在建筑工程质量问题投诉中,90%以上都为建筑混凝土裂缝问题,因此如何做好混凝土结构裂缝处治工作显得尤为重要。

1裂缝形成的机理

作为一种多相非均匀脆性材料,水泥、骨料等是构成混凝土的主要材料。相关研究分析表明,如环境温度、湿度等产生相应改变,混凝土体积也会随之改变,且其内部极易发生变形现象。因混凝土内材料较多,且性能各不相同,因此变形呈现出不均匀性。其中水泥石与骨料之间的收缩成相反趋势发展,也就是说当水泥石具有较大收缩时,则骨料具有较小收缩。与此同时,各类材料间的变形又相互制约,并不具备自由性,因此有细微裂缝产生于混凝土内部,此类裂缝主要存在于骨料粘结水泥的面上,顺着骨料周围产生。根据裂缝产生情况,一般可将裂缝产生机理归结为以下2点:

1.1素混凝土构件裂缝产生机理

以混凝土自身来讲,往往认为裂缝产生的机理在于混凝土材料变形受约束所产生的内应力在材料抗拉强度以上。在拉应力作用下,混凝土裂缝的宽度、长度等都有所增加。相比混凝土自身抗拉强度,当拉应力过大时,此类裂缝则会出现贯通现象,且宽度快速增加。

1.2钢筋混凝土构件裂缝产生机理

如混凝土构件内配置了相应的钢筋材料,两者材料共同受力,且相互制约,此时可通过“粘结-滑动”原理理解混凝土裂缝产生机理。换言之,此类裂缝的出现,主要原因在于两者间变形不再协调,进而产生相对滑动现象。

2混凝土建筑结构裂缝产生原因

2.1施工原材料质量问题

实验表明,水泥加水后形成硬化体,此时水泥体积减小。混凝土类型不同,干缩值也存在一定的差异。一般而言,水泥砂浆与混凝土的干缩值分别在0.1%-0.2%、0.04%-0.06%之间;而泵送流态的混凝土收缩值在0.06%-8%之间,该种情况下容易导致混凝土出现干缩裂缝的病害。如果水灰比超过0.5,则其自干燥作用和收缩较之于干缩而言,数值要小的多,甚至可以忽略不计。如果水灰比不超过0.35,混凝土结构的相对湿度快速降低,收缩与干缩基本上持平。对于后期混凝土结构裂缝而言,主要成因如下:第一,水泥中游离大量的氧化钙,在对其加水以后就会形成氢氧化钙,此时结构体积就会膨胀;第二,水泥中含有大量的氧化镁,通过加水可增加氢氧化镁的体积;第三,水泥与外加剂的碱含量都比较高,当其与集料中的活性硅发生化学反应以后,泥土的体积就会增大;第四,当温度较高时,混凝土中的钙矾石自然分解,常温条件下钙矾石会发生膨胀。上述各种问题基本上都可以归集于建材质量问题,同时也是混凝土裂缝病害的常见成因。

2.2地基不均

地表不均匀沉降是建筑裂缝出现的主要原因,其主要由于整体建筑物位置地质分布不均,再加上建筑筑自身荷载作用,促使地表上部荷载强度远大于地基强度,从而导致建筑筑物下方地基不均匀沉降。而地基不均匀沉降问题的发生,不仅会导致整体建筑筑结构刚度低于标准值,而且会出现严重的混凝土结构裂缝。

2.3环境因素

环境因素也是其中之一,大都是由于湿度不够、温度不在合理控制范围内、地震等原因,这些都是属于环境因素,对施工的质量具有一定的影响,进而产生一些裂缝。而这种原因所产生的裂缝,多是由于混凝土内部产生了内应力,进而使得混凝土表面发生龟裂,甚至脱落等。

2.4施工不当

混凝土结构裂缝产生的主要原因除了以上几点,施工不当也是主要原因之一。混凝土施工是比较复杂的工程,在施工的过程中涉及的方面有很多,步骤也有很多,而在浇筑、吊装、运输等环节都容易出现差错。施工的不合理就极易导致施工裂缝的出现,不利于施工的顺利进行,同时也会影响整体建筑的质量。

3混凝土建筑结构裂缝应对措施

3.1混凝土配合比设计

(1)根据工程要求,采用低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥材料。(2)粗骨料采用0.005m~0.04m连续级配石子,含泥量不超过1%,从细骨料中选用中粗砂原料,含泥量不超过3%,以此为前提制作混凝土,可避免水分过度流失,减少水泥需求量,有效控制低水化热状态等。(3)合理选用磨细Ⅱ级减水剂、粉煤灰等,不断改善混凝土粘塑性、坍落度,以符合泵用标准为根本,能够大幅节省水泥用量,控制水化热状态。(4)明确配合比,全面提升与搅拌站协作效能。

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3.2加强施工温度监测与控制

通过加强测温以及对温度进行监测控制,实行建筑信息化施工管理,严格控制混凝土结构内外温差和采取养护措施,避免混凝土结构出现温差梯度或者温湿度过大。实践中采取温控措施,有利于降低混凝土结构的温度。建筑工程施工建设过程中应当采用合理的措施来改善骨料级配,利用干硬性混凝土、混合料以及塑化剂等材料按比例混凝土,可以有效减少混凝土结构的水泥用量;在拌和混凝土时,采用加水或者用水冷却碎石的方法来降低混凝土浇筑温度。建筑混凝土工程施工前,先对现场温度予以检测,并且采用科学合理的手段来确定步骤;在温度控制过程中,应当综合考虑高、低温施工条件。如果施工过程中的温度相对较高,则在混凝土表面浇筑区洒水,混凝土浇筑过程中应当注意浇筑厚度的控制,并且利用浇筑层面进行散热;就大体积混凝土而言,在其中埋设水管,并且通入冷水对其进行降温。对拆模时间进行严格控制,气温骤降时需做好表面保温工作,以免混凝土结构表面急剧降温或者出现温度梯度现象。在寒冷的冬天进行施工时,为保证浇筑过程连续性,还应当对混凝土结构采取有效的保温措施,并且针对材料适当加热,以此来减少混凝土结构温差。同时,选择可适应温度的水泥来配置混凝土,并在其中加入适量的粉煤灰和减水剂等,以此来有效改善其性能。

3.3避免混凝土结构内外温差过大

首先,降低混凝土的入模温度,且不应大于25℃,使混凝土凝固时,其内部在较低的温度起升点升温,从而避免混凝土内部温度过高。其次,采取延长拆模时间和外保温等措施,使内外温差控制在一定范围之内,降低水化热降温引起的拉应力,减少温度裂缝。

3.4建筑混凝土结构施工过程控制

建筑混凝土结构施工过程中,合理的阶段施工控制对于混凝土结构裂缝控制具有非常重要的意义。在具体的建筑混凝土结构施工过程中,应首先进行混凝土配料拌和试验。依据实际建筑结构特点,结合实际施工方案,逐步进行各项混凝土拌和配比试验。优先选择性能较稳定、强度较高的混凝土拌和比例[2]。需要注意的是,水灰比对混凝土拌和强度具有较大的影响,因此在混凝土拌和施工前期,应对石料含水量、沙土含水量进行逐一检测分析,依次为依据进行混凝土拌和环节水分的合理调整,从而控制混凝土强度。在具体施工环节,应严格依据前期混凝土拌和配比试验的相关要求进行混凝土配合作业。在这个基础上,可依据完整施工方案要求的技术实施标准,对混凝土碾压环节,实际碾压频率及碾压工序流程进行合理分析,确定混凝土构件压实度要求碾压标准,保证整体混凝土压实厚度及松铺系数符合预期要求。最后,在混凝土入模环节,应严格依据相关规定控制混凝土入模温度,降低混凝土内外温差导致的超负荷干缩情况。依据我国建筑混凝土结构施工的相关规定,其在入模环节温度应在27.9℃以下。而由于建筑混凝土结构施工组成模式较复杂,特别是在大体积混凝土结构施工过程中,外界环境因素会对其内部构件形成效果造成一定的影响,从而导致内外温度偏差的出现。这种情况下,就依据外界空气温度的大小进行混凝土结构内外温差的合理计算。若在实际内外温差控制环节,出现稳定控制偏差,可逐步降低水温、碎石温度。然后依据测温点的合理布设,

下转第255页对混凝土中心、边缘、中心边缘间等基础底板相关位置温度变化进行合理分析,从而保证混凝土入模温度的有效控制。

3.5加强混凝土养护

加强混凝土的养护是必然的要求,因为任何工程的养护环节都是重点,只有做好养护环节的工作,才能进一步的保证施工的质量,使得之前的施工都具有意义。而为防止混凝土结构裂缝的出现,施工人员也应该对此环节加以重视,并且要及时做好养护工作,同时也要注意养护方法的合理应用,这样才能避免裂缝的出现。具体而言,工作人员应该在混凝土浇筑结束后,对其表面进行保温处理,要根据施工的要求进行养护,不能随意按照自己的想法随意改变施工步骤。在这个过程中,也要注意根据施工的实际情况进行养护,不同的季节应该采取不同的养护方法,这样才能体现养护的科学性,也能有利于取得良好的养护效果。另外,后期的养护工作也很关键,尤其要注意控制拆模的时间,有助于保证混凝土的性能不受影响,避免裂缝的产生。

结束语

综上所述,长久以来,混凝土裂缝问题一直都是建筑工程行业研究的主要课题。据大量工程实践表明,混凝土裂缝的存在具有绝对性,无裂缝则属于相对的。所有建筑物都存在裂缝产生的几率,且其具有活动性,时时变化。裂缝往往被看做是建筑物损坏的开端,人们普遍认为裂缝是建筑工程危险的先兆。为此,如何防治混凝土建筑结构裂缝,如何有效控制裂缝扩展显得尤为关键。基于此,必须充分掌握混凝土建筑结构裂缝的发生原因,往往认为设计、施工等各个环节施工不到位,或材料质量不合格等都会出现结构裂缝,为此,必须有针对性地选择应对措施,才能真正控制裂缝发展,才能降低裂缝危害。

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论文作者:蒋小燕

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/11

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