建筑工程混凝土裂缝的成因及控制对策论文_张学立

建筑工程混凝土裂缝的成因及控制对策论文_张学立

天津市建筑科学研究院有限公司 天津 300193

摘要:现在的建筑工程里面,混凝土结构占据着主导地位,混凝土施工的质量控制决定着建筑物的整体质量,在混凝土施工过程中由各种原因导致的裂缝问题层出不穷。为确保居民和企业的安全,必须做好混凝土质量控制。本文简单介绍建筑混凝土裂缝的形成原因,并对如何控制混凝土出现裂缝提出了建议。

关键词:混凝土;裂缝;措施

1 混凝土裂缝的分类

1.1以形状对裂缝进行分类。裂缝按照形状可以划分成深入型、表面型、断续型、纵向型、上窄下宽型、上宽下窄型、外宽内窄型等多种形式。

1.2以状态对裂缝进行分类。裂缝按照状态又可以有不同的分类方法,如可以分成运动状态、不稳定状态、稳定状态、闭合状态、愈合状态等。当裂缝处在运动及不稳定状态的时候,要考虑对其采取加固办法,而对于已经稳定、闭合或者愈合的状态,则可以使之持久使用,因为后者的结构是稳定的,并不会影响到工程的结构与耐久性。

2 建筑施工中混凝土裂缝产生的原因

2.1建筑工程结构设计不合理导致出现裂缝现象

建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝,主要表现在:结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝;构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;未充分考虑混凝土构件的收缩变形;采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。

2.2混凝土材料选择不合理导致出现裂缝

首先,不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大,而粉煤灰水泥收缩值较小,快硬性水泥收缩大。一般来说,其水灰比不变,水泥用量越多,混凝土的收缩率越大,因为混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩,水泥浆越少,混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。

其次,混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩,水灰比越大水泥浆越稀,收缩率越大开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效,但应在正确的方法指导下采用,必须保证混凝土的设计强度要求。

再次,粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大,从而诱导裂缝的发生,骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变,从而会对混凝土的开裂产生影响,掺有外加剂的混凝土干缩值较大,特别是初期干缩值较大。

2.3混凝土材料配合比不规范产生裂缝

集料颗粒采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大,或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时,混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝,而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,拉力强度低,容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等。

2.4施工工艺及养护不合理导致出现裂缝

首先,混凝土拌和不匀、拌和时间过长,运输时间过长、运输泵送时改变了配合比,浇筑顺序不合理、速度太快等施工会改变混凝土的质量,降低混凝土的性能,引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣抽撤过快,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的发生。

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其次,混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度,影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长。则混凝土收缩越小。在养护的过程中必须严格控制混凝土的水化热,对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度,使浇筑后混凝土的最高温度与温度梯度最小,外界对混凝土的约束最小。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短,保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大,会引起裂缝。

最后,施工中,振捣棒直接搁在钢筋上进行振动,钢筋被扰动,同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动,影响了钢筋与混凝土的握裹作用,也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足,造成钢筋与混凝土的握裹作用减小,对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工,混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后,抹面的次数和保温工作不到位,易产生表面收缩裂缝。

3 控制混凝土出现裂缝的措施

3.1设计方面的措施

设计时应考虑各种条件对混凝土产生的约束,合理布置收缩、膨胀和伸缩缝的间距,采取有效措施加强建筑物屋面、外墙等外露构件表面的保温、隔热性能,对跨度较大的混凝土受弯构件采用预应力或其他有效措施,在预计可能产生裂缝的部位配置足够的构造钢筋,尽可能通过合理配筋调节裂缝宽度和裂缝间距。

3.2降低混凝土发热量

采用低水化热的水泥以降低混凝土温度,应用低开裂温度的胶凝材料,掺加高效减水剂以减少水泥用量和用水量,尽可能应用最大粒径较大的粗集料。只要施工技术允许,尽可能应用低坍落度混凝土,低坍落度混凝土用水量小,有利于降低温度、减少干缩。同时应用强度和耐久性允许的最少水泥用量。

3.3降低混凝土浇筑温度

外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高,当浇筑温度为30℃时,在第一个24h内,水泥产生了7天水化热的62.5%,混凝土达到最高温度的时间也缩短了,减少了可利用的散热时间,降低了和易性。选择适当的温度浇筑混凝土,避开热天,对浇筑量不大的块体安排在下午3点以后进行或夜间浇筑。夏季采用低温水或冰水拌制混凝土。

3.4分块分层浇筑混凝土

合理分缝分块浇筑,适当设置水平或垂直施工缝,或在适当位置设置后浇带或跳仓浇筑,以放松约束程序,减少每次浇筑长度和蓄热量,增加散热面,防止水化热的过大聚集,削减温度应力。均匀地浇筑混凝土,施工时要考虑模板内、围绕钢筋和混凝土的早期沉淀收缩,等到混凝土收缩完毕才开始最终抹面。

3.5表面保温与保持湿润

搞好混凝土的保温保湿养护,缓慢降温,减低温度收缩应力,夏季避免曝晒,冬季采取保温覆盖,以减低混凝土表面的温度梯度,防止温度突变引起的降温冲击。养护中断时应切忌防止从湿润状态迅速转为干燥或过度干燥。采用较长时间养护,长时间保持混凝土湿润状态,使混凝土能够增长强度以抵抗开裂应力。规定合理的拆模时间,缓慢降温时间和变形速度,充分发挥混凝土的"应力松弛效应".

3.6混凝土材料的合理配比

合理选择配合比,使用粗骨料级配选用5~40mm级配的砂石,相应减少水泥用量,严格控制含泥量,加强混凝土的振捣,注意是上下层的混凝土一体化,提高混凝土的密实度和抗拉强度,减少收缩,保证施工质。

结束语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节,加强对混凝土施工的研究,相信裂缝危害问题一定会得到合理解决。

参考文献

[1]戴烽滔.大体积混凝土结构裂缝的分析与对策[J].四川建筑科学研究,2007(01).

论文作者:张学立

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/2

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