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摘要:在建筑结构设计中,混凝土结构在铸建以及使用过程中所产生的裂缝问题一直以来是建筑者及使用者最为困扰的难题。这不仅仅影响建筑物的外观,而且更关系到建筑物的安全。因此,应该全面加强混凝土的裂缝控制技术,控制力学裂缝和温差裂缝的产生,当产生裂缝的时候,应该采取积极态度去进行修复,从而有效的保障混凝土的施工质量,确保工程质量。
关键词:混凝土;结构裂缝;成因;处理技术
1 混凝土结构裂缝成因
1.1 设计因素
混凝土结构物设计不当产生的裂缝。因设计的承重构件厚度太小,刚度减弱,构件受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使构件出现穿透性裂缝也常见;除此此外,为追求混凝土结构外观样式,表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中容易导致出现裂缝;一些超长结构物,极易出现裂缝。
1.2 温度裂缝的产生原因分析
温度裂缝是由于混凝土内外温差或者是季节气温变化过大而形成的。主要成因是表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后,在硬化期间,水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生较大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。
1.3 应力裂缝
在施工中混凝土没有按照一定的规定,达到相应的强度,出现过早拆模,或者是在混凝土还没有完全终凝的时候,就加上了荷载,这都会造成整个混凝土的楼板出现严重的变形,当混凝土的早期强度出现过低或者没有强度的时候,就会使其承受压弯和拉的应力,导致混凝土出现裂缝,除此另外,我们知道,在混凝土的硬化过程中,常常会因为水分蒸发使得体积逐渐缩小,从而产生收缩,这就造成板的四周受到支座的约束,不能够自由的伸展,然而当混凝土的收缩使得约束应力超出了一定程度,这就必然会使现浇板出现开裂,而开裂的主要地方都出现在应压力相对集中的地方。应力裂缝是因为各种收缩所引起的裂缝,主要包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩和自身收缩等。
1.4 养护过程对混凝土裂缝的影响
实践表明,在混凝土固化时,不对混凝土进行合理养护是导致混凝土结构裂缝的主要原因。如果温度突然寒冷的地区,如不注意保温,很容易导致裂缝。在天气潮湿多雨的情况下,未能及时对浇筑的混凝土结构防水,也非常容易产生混凝土结构裂缝。
1.5 沉降收缩
该裂缝一般多在混凝土表面出现,沿主筋通长方向、箍筋上或于埋设件周围,常在浇灌后发生,硬化后停止。沉降收缩产生裂缝原因是混凝土浇捣后,骨料颗粒沉落,水泥浆上浮,受到钢筋或埋设件或大骨料的阻挡,而使混凝土互相分离,混凝土本身组成材料沉降不均匀造成开裂。
2 混凝土结构裂缝控制方法
2.1 设计控制
(1)平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成及楼板开裂;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。建筑平面造型在满足使用要的前提下,力求简单。
(2)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使载荷分布均匀,尽量防止受力过于集中。正确设置变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。
(3)限制伸缩缝间距,对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,可以和其它结构缝合并使用。
(4)断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜增力附加横向钢筋。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石体的抗剪、抗拉强度,防止或者是减少裂缝。楼板增设温度收缩钢筋和板角顶面设置放射钢筋,主次梁相交处设置附加吊筋或箍筋。构件配筋要合理,间距要适当。
2.2 选择好原材料
(1)强度超过42.5MPa水凝应当不在选择的列表清单上;
(2)假如水泥的类型是硅酸盐系列,可以按照一定的比例在水泥中掺入粉煤灰,在试拌过程中不断调整掺入量;
(3)对于干缩的比例较大的诸如含有大量的C4AF和NaO2及K2O的材料在选择水凝品种的时候理应尽量避免;
(4)同时选择的中粗砂理应比较坚固,细骨料的选择也应当有一定的要求。
2.3 施工过程中裂缝的防治措施
(1)在炎热环境中降低混凝土表面温度,如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。
(2)合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖,终凝后尽早进行养护,应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季,需设置挡风设施,适当延长养护时间。
(3)在澆筑混凝土时,如确实需要,必须经务实处理后再作预制场地,还要保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,并使地基受力均匀,防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。
(4)为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一,可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。
(5)混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关,应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
2.4 混凝土浇筑
对于水泥用量较大的混凝土,在其施工中需要充分考虑水泥水化热问题,采取措施合理控制混凝土内外温差,一般需要保证混凝土内外温差在25℃以内。为进行温差控制,需要在混凝土施工过程中预埋测温设备,如水银温度计等等,如温差较大,需要采取通风排热,埋设散热孔等措施进行降温,从而减少温度裂缝产生。
3 结语
由此可见,混凝土结构的质量对于整个建筑工程的重要性是不可言喻的。为此,我们要加强混凝土结构裂缝的防治工作,切实将裂缝产生的不安全因素控制在安全范围内,为建筑工程的顺利进行以及建筑功能的正常发挥提供坚实基础。目前,我国建筑行业内部,混凝土结构的使用已经非常广泛,在一定程度上促进了建筑工程的发展和进步。然而随着混凝土结构的进一步应用,由于施工中各个方面因素的影响,混凝土结构出现了裂缝,使得建筑物的耐久性、承重力以及抗渗性能大大削弱,这在很大程度上威胁着整个建筑工程的质量以及安全性。
参考文献:
[1]刘波.浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因控制措施及处理方法[J].科技创新导报,2012,05:61.
[2]陈新苗.浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施[J].门窗,2012,09:124-126.
[3]王立,张云琛.浅谈混凝土结构裂缝成因及防治措施[J].科技致富向导,2010,21:189-190.
(作者单位:大连理工现代工程检测有限公司)
关键词:混凝土;结构裂缝;成因;处理技术
1 混凝土结构裂缝成因
1.1 设计因素
混凝土结构物设计不当产生的裂缝。因设计的承重构件厚度太小,刚度减弱,构件受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使构件出现穿透性裂缝也常见;除此此外,为追求混凝土结构外观样式,表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中容易导致出现裂缝;一些超长结构物,极易出现裂缝。
1.2 温度裂缝的产生原因分析
温度裂缝是由于混凝土内外温差或者是季节气温变化过大而形成的。主要成因是表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后,在硬化期间,水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生较大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。
1.3 应力裂缝
在施工中混凝土没有按照一定的规定,达到相应的强度,出现过早拆模,或者是在混凝土还没有完全终凝的时候,就加上了荷载,这都会造成整个混凝土的楼板出现严重的变形,当混凝土的早期强度出现过低或者没有强度的时候,就会使其承受压弯和拉的应力,导致混凝土出现裂缝,除此另外,我们知道,在混凝土的硬化过程中,常常会因为水分蒸发使得体积逐渐缩小,从而产生收缩,这就造成板的四周受到支座的约束,不能够自由的伸展,然而当混凝土的收缩使得约束应力超出了一定程度,这就必然会使现浇板出现开裂,而开裂的主要地方都出现在应压力相对集中的地方。应力裂缝是因为各种收缩所引起的裂缝,主要包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩和自身收缩等。
1.4 养护过程对混凝土裂缝的影响
实践表明,在混凝土固化时,不对混凝土进行合理养护是导致混凝土结构裂缝的主要原因。如果温度突然寒冷的地区,如不注意保温,很容易导致裂缝。在天气潮湿多雨的情况下,未能及时对浇筑的混凝土结构防水,也非常容易产生混凝土结构裂缝。
1.5 沉降收缩
该裂缝一般多在混凝土表面出现,沿主筋通长方向、箍筋上或于埋设件周围,常在浇灌后发生,硬化后停止。沉降收缩产生裂缝原因是混凝土浇捣后,骨料颗粒沉落,水泥浆上浮,受到钢筋或埋设件或大骨料的阻挡,而使混凝土互相分离,混凝土本身组成材料沉降不均匀造成开裂。
2 混凝土结构裂缝控制方法
2.1 设计控制
(1)平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成及楼板开裂;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。建筑平面造型在满足使用要的前提下,力求简单。
(2)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使载荷分布均匀,尽量防止受力过于集中。正确设置变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。
(3)限制伸缩缝间距,对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,可以和其它结构缝合并使用。
(4)断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜增力附加横向钢筋。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石体的抗剪、抗拉强度,防止或者是减少裂缝。楼板增设温度收缩钢筋和板角顶面设置放射钢筋,主次梁相交处设置附加吊筋或箍筋。构件配筋要合理,间距要适当。
2.2 选择好原材料
(1)强度超过42.5MPa水凝应当不在选择的列表清单上;
(2)假如水泥的类型是硅酸盐系列,可以按照一定的比例在水泥中掺入粉煤灰,在试拌过程中不断调整掺入量;
(3)对于干缩的比例较大的诸如含有大量的C4AF和NaO2及K2O的材料在选择水凝品种的时候理应尽量避免;
(4)同时选择的中粗砂理应比较坚固,细骨料的选择也应当有一定的要求。
2.3 施工过程中裂缝的防治措施
(1)在炎热环境中降低混凝土表面温度,如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等。
(2)合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖,终凝后尽早进行养护,应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。如遇风季,需设置挡风设施,适当延长养护时间。
(3)在澆筑混凝土时,如确实需要,必须经务实处理后再作预制场地,还要保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,并使地基受力均匀,防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。
(4)为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一,可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。
(5)混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关,应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率。
2.4 混凝土浇筑
对于水泥用量较大的混凝土,在其施工中需要充分考虑水泥水化热问题,采取措施合理控制混凝土内外温差,一般需要保证混凝土内外温差在25℃以内。为进行温差控制,需要在混凝土施工过程中预埋测温设备,如水银温度计等等,如温差较大,需要采取通风排热,埋设散热孔等措施进行降温,从而减少温度裂缝产生。
3 结语
由此可见,混凝土结构的质量对于整个建筑工程的重要性是不可言喻的。为此,我们要加强混凝土结构裂缝的防治工作,切实将裂缝产生的不安全因素控制在安全范围内,为建筑工程的顺利进行以及建筑功能的正常发挥提供坚实基础。目前,我国建筑行业内部,混凝土结构的使用已经非常广泛,在一定程度上促进了建筑工程的发展和进步。然而随着混凝土结构的进一步应用,由于施工中各个方面因素的影响,混凝土结构出现了裂缝,使得建筑物的耐久性、承重力以及抗渗性能大大削弱,这在很大程度上威胁着整个建筑工程的质量以及安全性。
参考文献:
[1]刘波.浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因控制措施及处理方法[J].科技创新导报,2012,05:61.
[2]陈新苗.浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施[J].门窗,2012,09:124-126.
[3]王立,张云琛.浅谈混凝土结构裂缝成因及防治措施[J].科技致富向导,2010,21:189-190.
(作者单位:大连理工现代工程检测有限公司)