摘要:在混凝土结构中出现裂缝的现象,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,因此对于建筑工程大体积混凝土裂缝而言,只有从设计方案出发、合理选择混凝土原材料、做好温度的监控、及时养护,才能够有效避免裂缝的出现,才能够确保工程质量不会受到任何的影响。
引言
在建筑工程建设的过程中,因为工程主体一般比较复杂,体积相对比较大,结构相对来说也比较复杂,所以混凝土的结构主体有很多问题存在。其中混凝土裂缝是一个非常常见的问题,此问题如果解决不好则对工程质量和使用性能都会造成非常大的影响。
1混凝土工程中常见裂缝
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。常见的裂缝有:
1.1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不
同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
1.2塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
1.3沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。
1.4温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在 350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
2建筑工程混凝土裂缝的成因
2.1混凝土内外温差过大
建筑工程添加混凝土是为了提高建筑物的韧性与稳定性。但是,在浇筑大体积混凝土或者是在浇筑完毕之后,混凝土都会产生一系列的化学反应,进而导致建筑工程内部结构温度上升。由于建筑工程结构内部温度与外部温度存在较大的温差,使得大体积混凝土产生了力的作用,混凝土的内部无法形成统一的整体。另外,由于在建筑工程当中混凝土钢筋重量的严重短缺,实际所使用的钢筋少于钢筋设计标准,在混凝土内部产生的拉应力主要是由混凝土的结构所承担,因此,对建筑工程的砼质量也会产生影响。
2.2混凝土收缩
在浇筑混凝土时,都是使用已经拌合好的混凝土,其中含有较多的水分。在风与光照的作用之下,混凝土中的水分就会逐渐减少,随着体积的收缩,就会出现形变。另外,水泥砂浆本身也会出现一定的收缩。但是因为混凝土本身结构当中还存在钢筋,因此,在钢筋的作用之下,部分混凝土不会发生形状变化。这样会进一步变大混凝土拉应力,如果超出了最大承载力,就会产生收缩裂缝。
2.3温度突变
在建筑工程混凝土浇筑完毕之后,由于光照影响,使得建筑工程侧面接受到的光照面积会多于其余部分。大面积、高强度的光照就会使得建筑工程内部混凝土温度急剧上升。建筑工程大体积混凝土表面温度上升,但是大体积混凝土内部的变化却非常细微,这样就会出现温度差,从而出现拉应力。当然,如果大体积混凝土遇到外界气温急
剧下降,导致大体积混凝土表面温度下降,但是内部的温度却没有明显的变化,也会产生内应力,久而久之,就会产生温度裂缝。
3建筑工程混凝土裂缝的防治措施 3.1确定出施工方案
进行建筑工程混凝土施工,需要以系统的观点,统观全局,能够对各个环节的质量问题加以统筹,做到混凝土施工技术的科学选择;在规划、设计阶段,需要由专业的工程师对工程加以鉴定,制定出合理的方案,把握混凝土施工的基本设计理念与基本结构;注重统筹兼顾、谨小慎微的原则,这样才能从根本上防治混凝土出现裂缝,这只有把握这一原则,才能够在设计与建造时获取经验,不会再混凝土裂缝问题上留下任何的可能性。
3.2做好混凝土材料的选择
想要从源头控制混凝土裂缝,就需要站在原材料的角度上来看,混凝土所使用的材料要保持各种作用产生的拉应力应该比混凝土实际的抗拉强度小。基于此,就需要选择干缩值小、低热的水泥,避免因为收缩与干缩加剧,从而导致混凝土出现裂缝。在选择原材料性能上,应该注意粗细材料含泥量以及结构密集程度的严格控制,尽可能选择干缩值小、吸水率小、结构缜密的骨料,适当添加减水剂,减少单位的用水量,做好骨料的分配改善,利用低流态混凝土;另外,还需要考虑到混凝土的热膨胀系数、导电性能、比热容、干缩率等各个方面的问题。
3.3强化现场施工管理
现场的大体积混凝土施工,就需要做好以下几点:降低骨料、拌合水的温度,将混凝土建筑施工选择在早晚或者是低温季节,避免高温环境,控制好浇筑时间,遏制收缩率与干缩率过大的情况出现;为了避免混凝土本身温度过高而引起裂缝产生,在高温作业的时候,必须将混凝土运输时间缩短,加大人工对混凝土的覆盖,做好遮阳隔风处理,最大程度地降低混凝土的温度;强化支撑与模板刚度,模板需要用水均匀湿透,必要时,模板可以采取干燥吸水;等浇筑完毕之后,应该及时洒水覆盖,必要时,在初凝之前还需要进行第二次抹压,在施工期间需要注意施工缝隙处理以及在振动之后的模板移位与振动情况。
3.4做好混凝土的振捣、抹面工作
在进行大体积混凝土的振捣与抹面时,要注意:第一,在振捣混凝土时,要讲振捣棒垂直,快速插入振动棒,缓慢拔出振动棒,根据混凝土的差异来选择振捣时间,避免出现混凝土漏振或者是混凝土过振的现象。在建筑工程大体积混凝土采取二次抹面技术或者是二次振捣技术时,可以将混凝土水分与气泡有效地排除;第二,在混凝土振捣成型之后,就可以采取蓄水保温处理,可以在表面覆盖薄膜以及湿麻袋覆盖养护。在混凝土支模板工作时,确保模板的刚度达到牢固支撑,使地基可以均匀受力;第三,用木蟹抹面,对混凝土进行分次施压抹平,井混凝土内部的气泡与水分排除掉,这样可以将建筑工程大体积混凝土的密实度增加。
3.5监控大体积混凝土温度
在监控大体积混凝土施工时,除开对水泥水化热进行测定之外,在浇筑混凝土期间,还需要对表面以及表面之下50~100mm深处的温度,在每一天8小时工作班时,需要进行不少于2次的温度监控。在养护过程中,需要监控内外温度、块体升降温、环境温度以及降温速度等。检测的频率与规模的选择需要考虑到施工工程的重要性以及施工经验,在温度测量时可以选择先进的仪器测温方法,比如:有经验也可以选择简易测温法。在布置温度监测点时,就需要将大体积混凝土降温速度、内外温差、环境温度等真实反映作为主要原则。
3.6开展大体积混凝土的保养工作
在进行大体积混凝土保养中,首先要考虑到水泥的实际特性,水泥作为水硬性的材料,具备干缩性,在初期硬化时,如果水分不足,就可能产生混凝土裂缝,为了避免裂缝的产生,就需要强化养护,定时做好浇水处理,做好覆盖;对于因为温差所引起的裂缝,就需要采取相应的处理措施,温差变化较大,会加剧收缩与干缩,这一类问题的解决措施是在恰当的部位进行伸缩缝的预留;如果裂缝的产生是因为应力过于集中,一般都是出现在支座或者是板的阴阳转角处,就可以在板面增设钢筋网或者是将钢筋的间距缩小,来解决这一问题;如果是因为负载过早,从而引起了混凝土裂缝,在混凝土还未达到设计标准,就提前加荷,就会导致构件过载,使得板底出现裂缝,为了避免这一问题,就需要对拆模时间严格控制,不允许提前加载,就算是未拆模,也不允许在板面上堆载过多。
4混凝土裂缝的修补措施
4.1表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
4.2灌浆封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
4.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4.4混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
5结语
在混凝土结构中出现裂缝的现象,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,因此对于建筑工程大体积混凝土裂缝而言,只有从设计方案出发、合理选择混凝土原材料、做好温度的监控、及时养护,才能够有效避免裂缝的出现,才能够确保工程质量不会受到任何的影响。
参考文献:
[1]汪勇.超长结构无缝施工应用研究[J].中外建筑,2009(03):125-127
[2]于国臣.建筑施工中裂缝的控制措施与管理浅析[J].改革与开放,2011(04)
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