摘要:钢筋混凝土在现代建筑工程设计和施工中极为常见。对于钢筋混泥土的施工方式和技术手段已成熟,但由于钢筋混泥土结构性能和施工环境因素的限制,钢筋混泥土常在建筑项目施工中或项目竣工后出现形变或裂缝等工程质量问题。因此及时有效地预防和控制钢筋混凝土开裂是保障建筑项目工程安全稳定基础。文章通过深入分析工民建钢筋混凝土结构裂缝产生的主要原因,结合不同环节的具体情况,提出了合理而有效的裂缝控制措施,以期减少工民建中钢筋混凝土结构裂缝的数量。
关键词:工民建;钢筋混凝土结构;裂缝;控制措施
在建筑行业中,钢筋混凝土的使用极为广泛。钢筋混凝土具有抗震性能好和结构质量轻等优良性能。然而其属于非均质材料,质地较脆,容易受到环境因素和外力作用而发生变形或产生裂隙,进而使建筑整体产生安全隐患。因此及时发现裂隙,并对其实施有效的控制和预防措施极为重要。
1钢筋混凝土结构裂缝产生的原因
1.1混凝土的收缩
混凝土的收缩是指混凝土在空气中初凝硬化的过程中体积减小的现象。这种不受外力的变形,主要分为塑性收缩、干燥收缩、化学收缩。混凝土的收缩随着骨料的增加而减小,随着骨料弹性模量的增大而减小。另外,在混凝土中,不合理的骨料级配也会使混凝土产生裂缝。如果骨料含量过多,由于混凝土的失水,会产生不规则的网状裂缝。
1.2荷载作用导致的裂缝
钢筋混凝土的主要作用就是承担负荷。如果钢筋混凝土结构长时间承担过大的负荷,即会导致钢筋混凝土结构出现裂缝。由于荷载压力过大造成钢筋混凝土结构产生裂缝的因素是多种多样的。当在工程施工中,在摆放、堆积材料等相关物体时,没有合理设置垫块的位置,导致其重量大于工民建钢筋混凝土结构所能承受的最大荷载量,就会产生裂缝。
1.3水泥水化热的影响
水泥水化热是混凝土产生温度应力的主要原因,水泥水化过程中放出大量的热,不同品种水泥在不同时间的水化热不同,其中高水化热水泥前三天水化热为70-85kcal/kg;中水化热水泥前三天的水化热为50-70kcal/kg;低水化热水泥前三天的水化热为40-60kcal/kg,由此可见水泥高温期主要在浇筑后的三天。由于混凝土内外散热条件不同,内部热量不容易散发出来,在水化反应过程中,混凝土内部温度会越来越高,其导致的结果是,混凝土中心温度很高,内部和外表形成较大温差,其表面产生拉应力,而内部产生压应力,当这种应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2钢筋混凝土结构裂缝控制与防水的主要措施
2.1混凝土材料选取与配合比设计
2.1.1混凝土品种与原材料选用
严格控制水泥、沙、石和外加剂的等原材料的质量,严格按照设计以及规范进行配合比设计。在混凝土生产过程中,控制好砂石水泥外加剂等材料计量偏差,及时对骨料的含水率进行检测,根据骨料的含水率调整用水量,控制好水灰比。混凝土中水泥的用量直接影响水化热的多少,因此在材料的选取上,我们应当考虑选择水化热较低的水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等。适当的减少水泥用量,禁止使用不稳定的水泥,因为其中含有的一些成分(如氧化镁)与水发生化学反应会使体积发生膨胀,从而产生裂缝。在骨料的选择上,选用优质量的粗细集料,可以提高混凝土的和易性,改善混凝土工作性能,降低水化热。细集料采用级配较好的中砂为宜,可以有效的减少水和水泥的用量。同时,采用粉煤灰技术,在混凝土中掺用适量粉煤灰能节约水泥,降低混凝土水灰比,使早期水化热明显降低,并且能够大幅度提高混凝土后期强度。
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2.1.2采用外加剂
掺加适量减水剂,可提高混凝土的和易性与早、后期强度,并能适当降低水泥用量,间接降低混凝土水化反应过程中水化热的产生,减小混凝土收缩。采用膨胀剂,较常见的膨胀剂大致有无水硫铝酸钙或硫酸铝、U型膨胀剂等。膨胀剂可以降低水化热,改善混凝土抗渗性和泌水性。
2.2加强工程施工期间的质量控制
控制钢筋混凝土裂缝产生的措施控制钢筋混凝土出现裂缝现象的控制措施主要有三种手段,即提高建筑设计的科学合理性、增加钢筋混凝土施工的技术规范性以及有效及时处理钢筋的锈蚀。建筑企业需要提高建筑本身设计的科学合理性。科学合理分析建筑产生的作用力与钢筋混凝土所能承受的应力与拉力之间的关系。建筑方应当充分考虑钢筋混凝土的承载力的范围,进而判断在某一建筑节点上或建筑结构中是否可以使用钢筋混凝土材料。在项目工程设计中,还需要充分考虑沉降缝、散热缝、伸缩缝以及抗震缝与钢筋混凝土构件的合理搭配,以减少钢筋混凝土承载过多的作用力而产生形变以及裂缝等工程质量问题,进而影响整个工程建筑的安全性和稳定性。建筑公司要切实增加钢筋混凝土施工的技术规范性。在原材料的选择上,不仅要根据不同的建筑需求和环境条件而选择不同种类的水泥或钢筋,还要严格把握钢筋混凝土各种原材料的质量。对于混凝土模板和混凝土浇筑的施工要求尤为重要。混凝土模板的刚度和强度要满足施工的需求,以防止在施工的过程中由于模板的变形而导致混凝土发生形变。在混凝土浇筑的过程中,作业人员不但要施工技术规范,还要具有一定的施工经验。因为混凝土的搅拌和混匀效果不能通过数据来直观的显示,只能够凭借技术人员的感觉和经验。只有规范操作和经验掌控再能更好的保障混凝土搅拌混匀的程度能够达到施工需要和标准。另外在钢筋混凝土的养护阶段,施工企业还要定期检查并且及时处理钢筋的锈蚀情况。由于空气的潮湿或者雨水的渗漏,钢筋很容易发生锈蚀的情况,进而直接对钢筋混凝土的结构功能产生负面影响。因此,除了加强钢筋混凝土的密实度和添加抗腐蚀剂等措施外,还要及时的处理暴露的钢筋,例如涂抹保护层以避免其更多的暴露在空气中。
2.3构件的结构优化设计
1)设计合理的结构形式,可以减少工程数量,减低水化热。
2)改善边界约束的构造设计,在外约束的接触面上设置缓冲层和滑动层以及应力缓和沟,可大大减小外约束。如在遇有约束强的岩土类地基和较厚的砼垫层时,可在接触面上设滑动层来减少温度应力。
3)设计时对结构构件施加一定预压力,抵消构件自重和外部荷载以及补偿混凝土内部温度收缩产生的拉应力,这样可以有效的减少结构裂缝的生成。
4)可增配直径小、小间距的构造钢筋,控制全截面配筋率在0.3%-0.5%之间。为了更有效地提高混凝土抗裂能力,可以在其表面增设金属扩张网。
2.4预防钢筋混凝土裂缝产生的措施
预防混凝土裂缝产生的措施工作主要在项目施工和工程养护中实施。施工过程运用低热量水泥、控制水灰比、加入适量的减水剂以及在项目施工的过程中设置合理恰当的收缩缝可以有效的防止钢筋混凝土干缩裂缝的发生。科学严谨的把握钢筋混凝土的振捣时间、提高钢筋混凝土原材料和模板的质量以及改进搅拌混匀技术等措施,可以有效地提高钢筋混凝土的结构强度并减少其内外的温度差,进而达到预防沉降、应力以及温度裂隙的产生。建筑企业还需要切实加强施工技术人员的专业素质,对其进行施工技术和技巧培训,以减少由于人为技术因素而产生的钢筋混凝土裂缝产生。
3结语
钢筋混凝土的使用常常受到自然环境的影响,而且其抗裂性能较差。散热速度、混匀程度以及受力情况等诸多因素都可使得钢筋混凝土产生形变和裂缝。在施工和养护过程中提高建筑设计的科学合理性、增加钢筋混凝土施工的技术规范性以及有效及时处理钢筋的锈蚀是有效控制和预防钢筋混凝土产生缝隙的主要手段,进而使建筑工程更安全稳定。
参考文献:
[1]杨竹香.某高层结构基础底板大体积砼水化热控制方法的研究分析[D].广西大学,2014.
[2]张莫愁.现浇混凝土楼板裂缝分析及综合控制措施[D].中南大学,2014.
论文作者:宁永斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签:混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 水化论文; 裂缝论文; 钢筋论文; 水泥论文; 应力论文; 《基层建设》2017年第12期论文;