淺談建筑施工中的混凝土裂縫控制

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

論文關鍵詞：建筑施工;混凝土裂縫;裂縫防治

  論文摘要：隨著建筑工程中混凝土結構應用越來越普遍，在施工中出現(xiàn)了大量的混凝土裂縫，嚴重影響了建筑物的使用安全。本文對建筑工程混凝土裂縫產生的原因進行分析，探討了防治的措施。   混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，大體積混凝土硬化時要釋放出大量的水化熱，導致混凝土內部溫度過高，經常出現(xiàn)很多裂縫。微裂縫對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產生危害，但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們肉眼可見的裂縫。當混凝土裂縫的寬度超過規(guī)定的限值時，會影響建筑物和構件的適用性和耐久性，不僅有損外觀形象，還會造成鋼筋外露、腐蝕并減小建筑結構抵抗荷載的能力，降低建筑結構的整體性和剛度。   裂縫產生的形式和種類很多，要想控制解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手，正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。因此，探討混凝土裂縫產生的原因和控制方法，對施工質量的控制很有益處。   1建筑施工中混凝土裂縫產生的原因分析   1.1建筑結構設計的原因   建筑設計不合理會導致混凝土結構中出現(xiàn)裂縫，主要表現(xiàn)在：結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫；對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫；構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫；未充分考慮混凝土構件的收縮變形；采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利?；炷猎谟不^程中，由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小，產生收縮，而板的四周由于受到支座的約束，不能自由伸展，當混凝土的收縮所引起板的約束應力超過一定程度時，必然引起現(xiàn)澆板的開裂。   1.2混凝土材料的因素   首先，不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿干縮性變化很大。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥的收縮大，而粉煤灰水泥收縮值較小，快硬性水泥收縮大。一般來說，其水灰比不變，水泥用量越多，混凝土的收縮率越大，因為混凝土的干縮主要產生于水泥漿的干縮，水泥漿越少，混凝土中骨料對干縮的制約作用越顯著。   其次，混凝土中水的蒸發(fā)引起混凝土的收縮，水灰比越大水泥漿越稀，收縮率越大開裂的可能性也越大。同時減少用水量和水泥量對于改善干縮、提高混凝土的抗裂更為有效，但應在正確的方法指導下采用，必須保證混凝土的設計強度要求。   再次，粗細骨料含泥量過大、骨料顆粒級配不良都會造成混凝土收縮增大，從而誘導裂縫的發(fā)生，骨料的密度大、級配好、彈性模量高、骨料粒徑大則可減少混凝土的收縮。外加劑和摻合料會影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變，從而會對混凝土的開裂產生影響，摻有外加劑的混凝土干縮值較大，特別是初期干縮值較大。防止裂縫的有效方法是使用膨脹劑，混凝土初期膨脹，后期干縮值小，能有效控制裂縫的發(fā)生。   最后，混凝土中使用的鋼筋越多，產生的握裹力越強，從而約束了混凝土的變形，減少了收縮量，也防止了裂縫的產生。使用焊接鋼筋網，縱筋、箍筋布置合理，布置細而密的鋼筋能有效地防止裂縫。   1.3混凝土材料的配合比   集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生?；炷了冶冗^大，或使用過量粉砂也可以使樓板產生裂縫。當用同一品種及相同強度等級水泥時，混凝土強度等級主要取決于水灰比。當水泥水化后，多余的水分就殘留在混凝土中，形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，減少了混凝土抵抗荷載的實際有效斷面，在荷載作用下，可能在孔隙周圍產生應力集中，使樓板表面出現(xiàn)裂縫，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，拉力強度低，容易因塑性而產生裂縫。配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當?shù)取?  1.4施工工藝及養(yǎng)護的原因   首先，混凝土拌和不勻、拌和時間過長，運輸時間過長、運輸泵送時改變了配合比，澆筑順序不合理、速度太快等施工會改變混凝土的質量，降低混凝土的性能，引起澆筑后混凝土結構或構件的裂縫?，F(xiàn)場振搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗抽撤過快，會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的發(fā)生。   其次，混凝土的養(yǎng)護可改變混凝土的水化反應速度，影響混凝土的強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長。則混凝土收縮越小。在養(yǎng)護的過程中必須嚴格控制混凝土的水化熱，對拌和好的混凝土進行預冷卻以降低溫度，使?jié)仓蠡炷恋淖罡邷囟扰c溫度梯度最小，外界對混凝土的約束最小?；炷琉B(yǎng)護的目的是為了保證混凝土的正常凝結、硬化。混凝土養(yǎng)護時間過短，保持的濕度過低都會使得混凝土收縮變大，會引起裂縫。   最后，施工中，振搗棒直接擱在鋼筋上進行振動，鋼筋被擾動，同時使得澆筑完的混凝土過早受到振動，影響了鋼筋與混凝土的握裹作用，也影響了混凝土的均勻性與密實性。鋼筋保護層厚度不足，造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小，對混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風速過大或烈日暴曬的情況下施工，混凝土的收縮值大。大體積混凝土構件澆筑后，抹面的次數(shù)和保溫工作不到位，易產生表面收縮裂縫。       2建筑施工中混凝土裂縫的防制措施       2.1做好施工前的設計和準備工作。   在建筑結構設計中，應處理好處于約束狀態(tài)下的結構設計，當結構沒有足夠的變形余地時，在結構設計中合理配置構造鋼筋，防止裂縫的產生；設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中，如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用構造配筋等加強措施；積極采用補償收縮混凝土技術。   盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業(yè)時間，在板底鋼筋綁扎后，線管予埋和模板封鑲收頭前應及時穿插并爭取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量?；炷凉と嗽跐仓r，對裂縫容易發(fā)生部位和負彎矩筋區(qū)域，應鋪設臨時活動跳板，擴大接觸面，分散應力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。   2.2注重混凝土原材料的選擇和配比。   首先，混凝土中如果采用吸收率較大的骨料，干縮較大、骨料含泥量較多時，會增大混凝土的干縮性；骨料粒徑較大、級配良好時，由于能減少混凝土中的水泥漿用量，所以混凝土干縮率較小。摻加粉煤灰能減少水泥用量并有效降低水化熱，可降低混凝土單方用水量和水泥用量，還可減少混凝土自身體積收縮。同時，在混凝土中摻加粉煤灰或高效減水劑不僅能使混凝土具有較好的和易性、可泵性、抗?jié)B性、抗離析好，減少泌水現(xiàn)象發(fā)生、有利于混凝土表面處理。   其次，配合比設計人員應深入施工現(xiàn)場，依據施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度，針對現(xiàn)場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構件的養(yǎng)護工作。改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱；選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑；積極采用合適的摻和料和混凝土外加劑，抑制堿骨料反應；正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。   最后，根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，減少空隙率以減少混凝土收縮量，提高混凝土抗裂強度。2.3強化混凝土澆搗工作的要求。   首先，澆搗時振動棒建議采用垂直振搗，行列式排列，做到快插慢拔，根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。由于很多泵送混凝土的自由流淌，形成混凝土的分層澆筑。在振搗上一層時，應插入下一層中，以消除兩層中間的接縫，上一層混凝土的自然形成厚度不能超過振動棒長的1.25倍?；炷恋恼駬v時間不宜過長，一般為8s～10s，以防止石子下沉造成混凝土結構不均勻?；炷翝驳矫鎸訒r，表面應抹平壓實，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實度。   其次，澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養(yǎng)護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。避免在雨中或大風中澆灌混凝土；對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。支摸板時要保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。   最后，嚴禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點?；炷翝驳矫鎸訒r，表面應抹平壓實，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實度。   2.4采取合理的養(yǎng)護措施。   首先，保溫養(yǎng)護是混凝土施工的關鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆注塊體的內外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應力。可以降低混凝土澆注塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受外約束力的抗裂能力，達到防止或控制溫度裂縫的目的。   其次，適當提高養(yǎng)護環(huán)境溫度有利于減少內外溫差、緩解降溫速度，從而減小溫度應力，也有利于混凝土強度增大和應力松弛發(fā)揮作用，可以避免混凝土因表面干裂而產生的塑性收縮。養(yǎng)護期間混凝土表面溫度與其中心溫度之差不大于25℃。混凝土澆灌過程中，如遇風雨天氣，應搭設防雨彩條布進行遮蓋，同時周邊做好明溝排水工作，防止雨水流進基坑內，保證混凝土澆灌的連續(xù)性和施工質量。   最后，加強現(xiàn)澆板澆搗的養(yǎng)護工作?；炷琉B(yǎng)護是整個施工過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)，忽視對混凝土的養(yǎng)護，既會降低混凝土的強度，又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫，尤其在高溫下施工，更應經常澆水養(yǎng)護，這樣既可減少因溫度產生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力，有效控制裂縫。   3結語       裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。在施工中切實抓好混凝土的配和比設計、施工工藝、切縫時間和深度、混凝土的養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)，通過改善混凝土的質量并采取有效的澆注后的防治措施，混凝土的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。   參考文獻：   [1]戴烽滔.大體積混凝土結構裂縫的分析與對策[J].四川建筑科學研究,2007(01).   [2]鮑永宏.高層建筑中混凝土施工的技術特點及實例[J].科技經濟市場,2006(08).   [3]曾飛.淺談混凝土早期裂縫的成因與控制[J].廣東科技,2006(03).   [4]李長河.砌體結構裂縫成因與防治措施[J].黑龍江科技信息,2007(08).   [5]陳福廣.現(xiàn)澆混凝土裂縫分析及預防[J].內江科技,2005(05).