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摘要:随着我国经济的快速发展,城市化进程不断的加快,城市建筑建设的规模不断增加,由于混凝土结构广泛的应用,但是问题也逐渐暴露出来,已经制约混凝土结构的应用与发展。其中影响混凝土结构裂缝的因素有很多,怎样解决建筑中的钢筋混凝土裂缝,防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害,已经成为现在建筑设计施工中重点关注的问题。
关键词:混凝土;结构裂缝;施工控制
一、混凝土结构常见的裂缝种类
1.收缩裂缝
浇筑混凝土以后,一段时间后混凝土硬化到一定强度,混凝土硬化脱水收缩,收缩在夏天的时候没有规则,当夏天水分流失太快,混凝土就会出现收缩变形的情况,但是混凝土抗拉强度太低,抗拉强度无法抵抗收缩力,就会产生一些裂缝。还有就是混凝土产生水化热,也会导致混凝土收缩,一般在大面积梁、板、柱等构件中出现,如果不采取一定方式阻止,就会导致严重的后果。影响混凝土收缩和开裂的主要因素是原料和混合比,外界环境湿度、温度等条件。
2.沉降裂缝
建筑物由于地基沉降产生沉降问题。由于早期沉降速度比较块、沉降量很大,后期沉降就比较慢,基础沉降的差异,会产生沉降差,使得建筑结构产生裂缝,这种裂缝一般是贯穿的,当裂缝宽度越大,沉降量也越大。
3.施工质量隐患产生的裂缝
将施工设计转化为现实的过程就是施工,施工质量的好坏直接反映在建筑结构上。在混凝土结构的施工过程中,引起裂缝的原因有很多,以下列举的几种:(1)振动混凝土时,时间不充足或者是振动过度引起裂缝。(2)浇筑混凝土时高度高,直接浇筑时会产生混凝土离析。(3)混凝土养护不及时,导致失水过多产生裂缝。(4)为了加快梁、板等构件的施工,模板早期拆除,构件底部因上部荷载引起裂缝。
二、产生裂缝的主要原因分析
1.水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量,特别是大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3-5天。
2.外界气温变化
混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3.混凝土的收缩
混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的,而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。
三、混凝土裂缝控制对策
1.沉降过程的控制
沉降裂缝指混凝土在搅拌时,沙石颗粒由于受重力所影响发生下沉,但水泥却浮至表面,由于有骨料、钢筋等结构进行阻挡,导致混凝土出现水泥和沙石分开的不良现象。该现象常出现于模板拆卸后的几天,主要是因为使用一个搅拌方法对混凝土进行配置,所以裂缝发生的面积也较广泛,往往是沿着钢筋的纵轴方向发生裂缝。最佳处理方法就是合理控制搅拌混凝土的时间且搅拌充分。在下料时合理布控相关的位置,但布控点不宜设过多。
2.收缩裂缝的控制
控制收缩裂缝主要是对湿度进行控制,使构件、结构湿度的保持稳定。为防止发生水分过快流失现象,在混凝土的浇注早期,应该通过浇水养护进行水分的保持,为保证水分流失达到最小化,应用塑料薄膜和草垫、草袋等进行覆盖。若是环境难以保持水分,如大风和高温等,就必须结合当地天气情况进行洒水、覆盖等养护,并延长养护时间[3]。因水泥成分、沙石造成收缩裂缝,浇注前,要仔细阅读水泥配备的相关成分表,通过水化试验,控制变量法,调整水灰比和沙粒粗细,以力学进行测试,选择最佳配置。混凝土浇注好后,进行表面抹压,并控制抹压力度。
3.施工中裂缝的预防
施工中常发生拉裂混凝土现象,因此,在浇筑前要充分濕润模板,拆模时防止产生较大偏动,使拆模过程保持平稳,这些操作必须在平整坚实的平面上进行。对预应力管桩等各种构件,孔中心的管腔应合理预留。建筑块体若需要运输,则要设置垫木加以固定,混凝土的板材要妥善处理。吊装模块,应以配置脚手架固定,为加强固定效果,应配置牵引绳。在易裂边缘合理设暗梁,提高其配筋率,使混凝土具有更大的拉伸极限。
4.温度因素引起裂缝的防治
混凝土存在热胀冷缩特性。如果混凝土的弹性空间较小,温度发生骤变就十分容易产生裂缝,控制温度的原则就是使构件内外温差保持平衡,阈值控制不能高于21℃。构件在加热养护升温时,要对升温速度进行合理控制,缓慢升高,防止温度应力。不应在温度高、温差大的时候浇注混凝土。搅拌配置混凝土时,对原材料采取喷水降温方法,并搅拌器所在区域,采取遮阳措施。浇筑前,应根据实际情况先建立一个物理模型,运用数值模拟软件分析、研究可能出现裂缝的区域,并结合实际施工条件采取有效控制措施,减少裂缝的出现。
5.提高施工人员的专业素质
混凝土的质量问题与施工人员素质有很大的关系,所以必须让施工人员对裂缝产生的原因、不同裂缝特点进行培训,在施工过程中应当要求施工人员进行专业的施工,防止操作不规范产生的裂缝问题。
6.做好混凝土保养维护
土木工程施工中的裂缝问题需要充分的保养维护工作,保养维护主要是为了增加建筑的使用寿命,需要结合外界环境的变化,对混凝土结构表面采取合理的方式处理,现在混凝土结构保养维护涉及温度、湿度的调节,使其始终处在最佳凝结状态,对外界温度变化进行及时掌握,做好混凝土表面的覆盖保温或洒水散热操作,防止混凝土因长时间晾晒产生干裂缺陷,由于混凝土保养维护周期要长一些,最好可以维持在28天以上,等待混凝土结构完全凝结,验收完成结束保养维护工作,使得建筑工程的使用寿命增加。
结语
所有的施工控制措施都需要施工管理来完成,其中施工管理是裂缝施工控制措施的关键,为了保证预期效果,施工前应对整个工程采用裂缝施工控制措施,并且制定比较全面的施工方案,所有措施需要进行详细的技术交底,在施工过程中进行连续监督、控制,并且根据工程进度的情况进行调整,以减少混凝土结构裂缝的出现,使得建筑行业健康发展。
参考文献:
[1]王春福;王瑜玲;;大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制技术[J];山西建筑;2011年11期
[2]张峰;;大体积混凝土裂缝产生原因与控制措施的研究[J];河南建材;2008年06期
[3]陆岗;;大体积混凝土温度应力裂缝控制的工程实践[J];广西城镇建设;2009年05期
关键词:混凝土;结构裂缝;施工控制
一、混凝土结构常见的裂缝种类
1.收缩裂缝
浇筑混凝土以后,一段时间后混凝土硬化到一定强度,混凝土硬化脱水收缩,收缩在夏天的时候没有规则,当夏天水分流失太快,混凝土就会出现收缩变形的情况,但是混凝土抗拉强度太低,抗拉强度无法抵抗收缩力,就会产生一些裂缝。还有就是混凝土产生水化热,也会导致混凝土收缩,一般在大面积梁、板、柱等构件中出现,如果不采取一定方式阻止,就会导致严重的后果。影响混凝土收缩和开裂的主要因素是原料和混合比,外界环境湿度、温度等条件。
2.沉降裂缝
建筑物由于地基沉降产生沉降问题。由于早期沉降速度比较块、沉降量很大,后期沉降就比较慢,基础沉降的差异,会产生沉降差,使得建筑结构产生裂缝,这种裂缝一般是贯穿的,当裂缝宽度越大,沉降量也越大。
3.施工质量隐患产生的裂缝
将施工设计转化为现实的过程就是施工,施工质量的好坏直接反映在建筑结构上。在混凝土结构的施工过程中,引起裂缝的原因有很多,以下列举的几种:(1)振动混凝土时,时间不充足或者是振动过度引起裂缝。(2)浇筑混凝土时高度高,直接浇筑时会产生混凝土离析。(3)混凝土养护不及时,导致失水过多产生裂缝。(4)为了加快梁、板等构件的施工,模板早期拆除,构件底部因上部荷载引起裂缝。
二、产生裂缝的主要原因分析
1.水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量,特别是大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3-5天。
2.外界气温变化
混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3.混凝土的收缩
混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的,而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。
三、混凝土裂缝控制对策
1.沉降过程的控制
沉降裂缝指混凝土在搅拌时,沙石颗粒由于受重力所影响发生下沉,但水泥却浮至表面,由于有骨料、钢筋等结构进行阻挡,导致混凝土出现水泥和沙石分开的不良现象。该现象常出现于模板拆卸后的几天,主要是因为使用一个搅拌方法对混凝土进行配置,所以裂缝发生的面积也较广泛,往往是沿着钢筋的纵轴方向发生裂缝。最佳处理方法就是合理控制搅拌混凝土的时间且搅拌充分。在下料时合理布控相关的位置,但布控点不宜设过多。
2.收缩裂缝的控制
控制收缩裂缝主要是对湿度进行控制,使构件、结构湿度的保持稳定。为防止发生水分过快流失现象,在混凝土的浇注早期,应该通过浇水养护进行水分的保持,为保证水分流失达到最小化,应用塑料薄膜和草垫、草袋等进行覆盖。若是环境难以保持水分,如大风和高温等,就必须结合当地天气情况进行洒水、覆盖等养护,并延长养护时间[3]。因水泥成分、沙石造成收缩裂缝,浇注前,要仔细阅读水泥配备的相关成分表,通过水化试验,控制变量法,调整水灰比和沙粒粗细,以力学进行测试,选择最佳配置。混凝土浇注好后,进行表面抹压,并控制抹压力度。
3.施工中裂缝的预防
施工中常发生拉裂混凝土现象,因此,在浇筑前要充分濕润模板,拆模时防止产生较大偏动,使拆模过程保持平稳,这些操作必须在平整坚实的平面上进行。对预应力管桩等各种构件,孔中心的管腔应合理预留。建筑块体若需要运输,则要设置垫木加以固定,混凝土的板材要妥善处理。吊装模块,应以配置脚手架固定,为加强固定效果,应配置牵引绳。在易裂边缘合理设暗梁,提高其配筋率,使混凝土具有更大的拉伸极限。
4.温度因素引起裂缝的防治
混凝土存在热胀冷缩特性。如果混凝土的弹性空间较小,温度发生骤变就十分容易产生裂缝,控制温度的原则就是使构件内外温差保持平衡,阈值控制不能高于21℃。构件在加热养护升温时,要对升温速度进行合理控制,缓慢升高,防止温度应力。不应在温度高、温差大的时候浇注混凝土。搅拌配置混凝土时,对原材料采取喷水降温方法,并搅拌器所在区域,采取遮阳措施。浇筑前,应根据实际情况先建立一个物理模型,运用数值模拟软件分析、研究可能出现裂缝的区域,并结合实际施工条件采取有效控制措施,减少裂缝的出现。
5.提高施工人员的专业素质
混凝土的质量问题与施工人员素质有很大的关系,所以必须让施工人员对裂缝产生的原因、不同裂缝特点进行培训,在施工过程中应当要求施工人员进行专业的施工,防止操作不规范产生的裂缝问题。
6.做好混凝土保养维护
土木工程施工中的裂缝问题需要充分的保养维护工作,保养维护主要是为了增加建筑的使用寿命,需要结合外界环境的变化,对混凝土结构表面采取合理的方式处理,现在混凝土结构保养维护涉及温度、湿度的调节,使其始终处在最佳凝结状态,对外界温度变化进行及时掌握,做好混凝土表面的覆盖保温或洒水散热操作,防止混凝土因长时间晾晒产生干裂缺陷,由于混凝土保养维护周期要长一些,最好可以维持在28天以上,等待混凝土结构完全凝结,验收完成结束保养维护工作,使得建筑工程的使用寿命增加。
结语
所有的施工控制措施都需要施工管理来完成,其中施工管理是裂缝施工控制措施的关键,为了保证预期效果,施工前应对整个工程采用裂缝施工控制措施,并且制定比较全面的施工方案,所有措施需要进行详细的技术交底,在施工过程中进行连续监督、控制,并且根据工程进度的情况进行调整,以减少混凝土结构裂缝的出现,使得建筑行业健康发展。
参考文献:
[1]王春福;王瑜玲;;大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制技术[J];山西建筑;2011年11期
[2]张峰;;大体积混凝土裂缝产生原因与控制措施的研究[J];河南建材;2008年06期
[3]陆岗;;大体积混凝土温度应力裂缝控制的工程实践[J];广西城镇建设;2009年05期