(长春科技学院土木工程系,长春 130600)
摘要:随着钢筋混凝土结构的广泛应用,混凝土的裂缝问题已成了建筑结构发展现阶段的主要问题之一,主要包括如何才能在施工过程中保证钢筋混凝土的均质性,有效控制裂缝的产生,并对已经产生的裂缝进行控制和修复。本文主要根据作者自身的工作经验对钢筋混凝土结构裂缝的具体成因进行了研究,并总结了一些有效的修复手段及预防措施。
关键词:钢筋混凝土;裂缝;成因;预防控制
1引言
随着我国建筑工程的不断发展,钢筋混凝土结构作为一种成本低、来源广、适应性强的建筑结构类型,被得到了广泛的应用,随之而来的在钢筋混凝土结构中普遍存在的裂缝问题也引起了越来越多的关注。钢筋混凝土结构中的裂缝不仅影响结构的美观,还可能引起结构安全性、适用性和耐久性的问题,需要采取较为合理的措施和手段进行预防控制。
2钢筋混凝土裂缝的危害
2.1裂缝出现后引起钢筋锈蚀。钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种材料共同组成,协同工作。由于混凝土材料本身抗拉强度较低,在外力的作用下,位于受拉区的混凝土可能优先产生裂缝。裂缝将导致水、空气和杂质进入,进而导致内部钢筋的锈蚀。钢筋锈蚀引起体积增加,将影响整个钢筋混凝土结构的稳定性,从而影响结构的正常使用,甚至产生安全隐患。
2.2裂缝出现后引起混凝土碳化。混凝土碳化是指通过化学反应腐蚀混凝土。当空气中的二氧化碳气体渗入混凝土材料内部时,二氧化碳将与混凝土内部的碱性物质发生反应,生成碳酸盐和水,导致混凝土强度降低,整个结构承载力下降,从而影响结构的正常使用,甚至产生安全隐患。
2.3裂缝出现引起渗漏。裂缝出现将导致结构存在潜在的渗漏风险,特别是在雨季,雨水可能沿着裂缝进入结构内部,导致混凝土构件水解。当温度低于零摄氏度时,渗漏到结构内部的水结冰,体积膨胀,将导致裂缝进一步开展。如果不及时采取控制手段,将直接影响钢筋混凝土结构整体的耐久性。
3钢筋混凝土结构裂缝的成因
3.1由于荷载作用引起结构产生裂缝。在所有钢筋混凝土裂缝的成因中,荷载作用是最常见的原因之一。首先,外荷载的直接作用可能引起钢筋混凝土结构产生裂缝。其次,对于钢筋混凝土结构,在设计过程中均会生成一个与实际结构相对应的模型,而当实际工程的工作状态与计算模型的区别误差较大时,外荷载会在结构中产生次应力。而这一部分应力是在设计过程中没有被考虑到,从而可能引起结构产生裂缝甚至丧失承载力。
3.2建筑材料的影响。混凝土作为一种人工合成的非匀质脆性材料,由粗骨料、细骨料、胶凝材料以及存留在其中的气体和水组成。从材料方面考虑,混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土材料在养护过程中伴随着凝结硬化的收缩变形。而影响混凝土收缩变形的主要因素有:骨料的含泥量、不恰当的配合比设计、混凝土添加剂的选择以及水泥品种选用等。
3.3施工不当。在施工过程中造成钢筋混凝土开裂的情况有很多,以下几种情况尤为明显。首先是建筑原材料的质量问题,一些建筑施工人员在进行建筑施工材料的选择时,会贪图“小便宜”,选购一些质量不过关的建筑材料,而这些材料被应用到工程中会造成工程质量不合格,可能引起混凝土开裂。因此,在选择建筑原材料时,要注意选择通过检测合格的建筑材料,不要因小失大。此外,一些建筑工人在进行混凝土拌和和浇筑的过程中会偷工减料,而混凝土制备过程中的每一个步骤都会影响到材料的最终质量,并最终可能直接或间接地造成混凝土开裂。
3.4养护处理不当。钢筋混凝土施工处理中的养护操作同样是必不可少的关键环节,需要根据规范要求严格执行实施。如果养护不充分,或者是养护操作不当,都很可能会导致裂缝的产生。比如对于养护过程中的洒水处理,因为混凝土结构在凝结硬化过程中必然伴随着失水过程,而随着失水混凝土材料会表现出明显的体积收缩趋势,如果无法及时进行洒水处理保证养护湿度,就容易形成收缩裂缝。
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4钢筋混凝土裂缝的预防和控制措施
4.1在设计的过程中进行预防控制。在进行设计的过程中,要尽可能缩小计算模型与工程实际情况之间的误差,尽量采取与计算模型相一致的结构类型和构件连接方式。除此之外,在设计的过程中还可以通过以下途径预防裂缝的产生:要尽可能避免在结构中出现较大的应力集中,当不可避免时,在设计的过程中应采取有效的方法对应力集中位置的结构进行加强。在进行设计的过程中,要结合钢筋混凝土结构的实际工作情况,选择适当的材料以及合理的施工方案,比如钢筋的位置问题,按照钢筋在实际工程中的受力情况,合理科学的对钢筋进行配置。
4.2混凝土配合比的控制。在钢筋混凝土材料的选择过程中,混凝土的配合比设计至关重要。配合比的选择一方面要考虑经济性,尽可能降低工程成本,另一方面也要考虑工程结构对于混凝土强度、刚度和耐久性的要求,然后根据规范标准进行设计。在对水灰比进行设计时,需要根据混凝土的强度和耐久性要求进行确定。在对用水量进行确定时,需要根据混凝土粗骨料粒径和混凝土坍落度进行确定。在对砂率进行确定时,可以根据粗细骨料的级配进行确定。
4.3施工角度
4.3.1加强钢筋网的保护。在钢筋混凝土结构中布置钢筋网,可以利用钢筋网抗拉强度高的性质,帮助结构抵抗外荷载引起的弯曲变形,并抵抗混凝土在收缩过程中产生的拉应力,从而在一定程度上对混凝土裂缝的产生起预防和控制作用。而为了使钢筋网在混凝土结构中发挥作用,要求钢筋网的保护层满足设计及规范要求。下层钢筋必须设置马凳,对于Φ8、Φ6的钢筋,马凳筋的间距应控制在600mm以内,每平方米不少于3个。对于上层钢筋的保护的难度则更大,需尽可能科学地安排好水电交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,管线预留预埋应及时插入快速完成,再进行上层钢筋绑扎,减少上层钢筋绑扎后的作业人员数量;通过管理手段,要求全体作业人员尽可能沿钢筋的马凳支撑点通行,必要时设置临时通道,降低踩踏损坏的可能性。最为重要的是在钢筋混凝土结构浇筑前及浇筑中,及时安排钢筋工对钢筋进行检查校正,确保钢筋位置及保护层厚度。
4.3.2施工作业面的裂缝控制。对于一般框架剪力墙住宅项目的标准层,楼层施工速度平均为七到八天一层。高速的施工进度导致钢筋混凝土结构普遍存在混凝土浇筑完毕后养护时间不足的现象,如浇筑完毕后不足24小时即开始进行钢筋绑扎、材料吊运等。在混凝土强度发展不足的情况下承受施工荷载,更容易使结构产生受弯裂缝。为控制此类裂缝,在模板支设过程中就要采取必要措施,选择有足够刚度的模板支撑体系;混凝土浇筑后的必要养护必须保证,在浇筑完毕当日或明显初凝不足的情况下不宜上人;在浇筑完毕次日进行材料吊卸时应轻卸轻放,避免偶然荷载对构件的不利影响,并应做到分散到位,减少集中荷载。
4.4做好养护控制。在钢筋混凝土裂缝问题的预防和控制中,切实做好养护环节也是必不可少的。这需要在钢筋混凝土结构的凝结硬化全过程中实时进行监控,了解其在温度以及湿度方面的变化,及时采取覆盖保温或者是洒水保湿等方式进行调节,保证混凝土材料的养护条件满足规范要求。
5结束语
总之,为了使钢筋混凝土结构得到更广泛的应用,应该切实围绕混凝土裂缝问题的成因进行详细分析,进而针对不同的裂缝成因及类型,采取有针对性的措施和手段预防裂缝的产生,控制裂缝的开展。
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作者简介:刘鸿辰(1990年—),女,汉族,吉林人,硕士研究生学历,助教,研究方向为土木工程。
论文作者:刘鸿辰
论文发表刊物:《知识-力量》2018年7月上
论文发表时间:2018/7/16
标签:裂缝论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 混凝土结构论文; 过程中论文; 结构论文; 《知识-力量》2018年7月上论文;