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摘要:混凝土裂缝的控制是一个非常复杂的问题也是很普遍的现象, 但只要在施工的每个环节都严格按规范及设计要求操作, 并采取必要的浇注后的防治措施, 就能有效地防止混凝土裂缝的产生。本文分析了施工中混凝土裂缝的原因,总结了混凝土裂缝控制措施。
关键词:建筑施工混泥土裂缝原因控制措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
混凝土结构中存在微裂缝是一种普遍现象,裂缝的出现不仅会影响建筑物的正常使用功能,而且容易引起钢筋的锈蚀,加快混凝土碳化,降低材料的耐久性,进而影响结构的承载能力。
一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、建筑结构设计的原因
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。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展,当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇表面的开裂。
2、混凝土材料的因素
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。
3、混凝土材料的配合比
集料颗粒级配不良或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。
4、施工工艺及养护的原因
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。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。
二、建筑施工中混凝土裂缝的控制措施
1、原材料的选择和配合比的设計
(1)原材料的选择
在建筑施工中,混凝土的原材料选择要满足以下要求:
首先,尽量选择含泥量低、碱活性小的砂石骨料;其次,在水泥的选择上,要尽量选择稳定性强、水化热低的矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥等。如果选择普通硅酸盐水泥,可以通过合理添加掺合料,调节水泥性能;最后,要选择适当的掺合料,达到抑制碱骨料反应的作用。
(2)配合比的设计。配合比的设计不合理会导致混凝土和易性差,出现离淅、泌水、保水性差等现象,增加收缩值,产生裂缝。因此,在混凝土施工中,一定要优化配合比,特别是水灰比,在满足强度和施工工艺要求的基础上,尽量减少水泥用量。
(3)正确使用外加剂。正确添加外加剂,能够起到降低水泥用量、减少水化热、提高混凝土的使用性能的作用。在混凝土施工中,多采用具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂,以此来预防裂缝的产生。
2、重视基础处理,防止不均匀沉降
(1)在施工前要对地基地质情况进行细致勘察,避免在土质松软、容易塌陷的地基上修建建筑物。
(2)针对软弱层要进行必要的技术处理,使地基达到平整、紧实的施工要求。
冬季施工中,可以采用大棚对基础中的冻土和冰块进行彻底清除,以免在温度升高的情况下冻土和冰块熔化,出现塌陷。
3、控制混凝土水化热升温,减小温度应力
在施工中,可以采取一些措施减小混凝土因水化热升温与环境产生的温差值,进而减小温度应力,避免产生裂缝。尤其是环境温度低于混凝土施工温度的时候,可以采取以下的方法降低温差值:首先,对原材料进行加热,在混凝土拌制、运输和浇筑过程中储备热量,加快水泥水化放热,降低混凝土内部温度。其次,在混凝土浇筑过程中可以通过搭设暖棚,提高入仓环境温度,减少温度应力。最后,随时观察混凝土内部温度变化情况,根据混凝土内部温度变化随时提高保护温度,降低温差。通过降低混凝土内部温度与提高环境温度的双重作用,有效降低温度差,减小或避免温度应力,可以有效防止裂缝产生。
4、合理布置防裂钢筋
钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的粘结力。在一般常温和允许应力状态下,钢材的性能是比较稳定的,其与混凝土的热膨胀系数相差不大,因而在温度变化时,钢筋与混凝土之间的内应力很小,而钢材的弹性模量比混凝土的弹性模量大7-15倍。当混凝土的强度达到极限强度、变形达到极限拉伸值时,应力开始转移到钢筋上,从而可以避免裂缝的开展拼。配置的构造钢筋应尽可能采用小直径、小间距,例如配置直径6-14mm、间距控制在100-150mm。按全截面对称配筋是最合理的,这样可大大提高混凝土抵抗贯穿性开裂的能力。若进行全截面对称配筋,配筋率应控制在0.3%-0.5%之间。
5、重视混凝土的浇筑过程
混凝土浇筑方面应该注意以下问题:
(1)在混凝土浇筑过程中,应分层分段连续进行。每层浇筑高度应根据实际情况具体分析,一般分层高度为振捣器作用部分长度的1.25倍,最大不超过50厘米。
(2)在没有采取其他措施的情况下,混凝土从料口投放的自由倾落高度要控制在2米以内。
(3)在浇筑混凝土的过程中,应避免出现间歇。如果不能避免,则应该严格控制间歇时间。并保证在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。
(4)使用插入式振捣器应快插慢拔,确保插点排列均匀,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍(一般为30-40cm)。振捣上一层时应插入下层5cm,以消除两层间的接茬影响。
(5)在浇筑混凝土过程中,应该密切观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋的工作情况,如果发现问题,应该及时停止作业,并在浇筑好的混凝土凝结前,将问题排除,以保证正常作业。
6、合理控制拆模时间
要合理控制拆模时间,在拆模前,对现场同条件的试块进行测试,达到设计及规范要求的拆模强度后方可拆模,严禁提早拆模。
7、加强冬施期间混凝土结构的养护
(1)通常来讲,混凝土保温养护的持续时间不能少于15天,在实际施工中,可以根据温度应力确定是否需要适当延长养护时间。保温覆盖层的拆除工作要逐层进行,不可贸然整体拆除。
(2)提前确定温控指标,进而根据温控指标要求,对浇筑后的混凝土实施保温养护措施,以达到降低混凝土浇筑块体的内外温差、减缓降温速度、防止裂缝产生的目的
(3)可以采用塑料薄膜、草袋、麻袋等作为覆盖混凝土和模板的保温材料。如果是冬季施工,要搭设保温棚进行混凝土养护。
(4)在实施保温养护措施的时候,还要注意湿度和风力的控制,为混凝土养护工作创造良好的环境。
(5)要随时注意混凝土和环境温度的变化。对于混凝土浇筑温度的测量频率应不少于每四小时一次;对大体积混凝土浇筑块体内外温差、降温速度和环境温度的测量频率应不少于每12小时一次。
参考文献:
[1]陈敬 建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年21期
[2]王明成 建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨 [期刊论文] 《决策与信息:下旬》 -2012年3期
[3]陈云德;混凝土结构收缩和温度应力分析及应对措施[J];江苏建筑;2007
关键词:建筑施工混泥土裂缝原因控制措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
混凝土结构中存在微裂缝是一种普遍现象,裂缝的出现不仅会影响建筑物的正常使用功能,而且容易引起钢筋的锈蚀,加快混凝土碳化,降低材料的耐久性,进而影响结构的承载能力。
一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、建筑结构设计的原因
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。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展,当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇表面的开裂。
2、混凝土材料的因素
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。
3、混凝土材料的配合比
集料颗粒级配不良或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。
4、施工工艺及养护的原因
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。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。
二、建筑施工中混凝土裂缝的控制措施
1、原材料的选择和配合比的设計
(1)原材料的选择
在建筑施工中,混凝土的原材料选择要满足以下要求:
首先,尽量选择含泥量低、碱活性小的砂石骨料;其次,在水泥的选择上,要尽量选择稳定性强、水化热低的矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥等。如果选择普通硅酸盐水泥,可以通过合理添加掺合料,调节水泥性能;最后,要选择适当的掺合料,达到抑制碱骨料反应的作用。
(2)配合比的设计。配合比的设计不合理会导致混凝土和易性差,出现离淅、泌水、保水性差等现象,增加收缩值,产生裂缝。因此,在混凝土施工中,一定要优化配合比,特别是水灰比,在满足强度和施工工艺要求的基础上,尽量减少水泥用量。
(3)正确使用外加剂。正确添加外加剂,能够起到降低水泥用量、减少水化热、提高混凝土的使用性能的作用。在混凝土施工中,多采用具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂,以此来预防裂缝的产生。
2、重视基础处理,防止不均匀沉降
(1)在施工前要对地基地质情况进行细致勘察,避免在土质松软、容易塌陷的地基上修建建筑物。
(2)针对软弱层要进行必要的技术处理,使地基达到平整、紧实的施工要求。
冬季施工中,可以采用大棚对基础中的冻土和冰块进行彻底清除,以免在温度升高的情况下冻土和冰块熔化,出现塌陷。
3、控制混凝土水化热升温,减小温度应力
在施工中,可以采取一些措施减小混凝土因水化热升温与环境产生的温差值,进而减小温度应力,避免产生裂缝。尤其是环境温度低于混凝土施工温度的时候,可以采取以下的方法降低温差值:首先,对原材料进行加热,在混凝土拌制、运输和浇筑过程中储备热量,加快水泥水化放热,降低混凝土内部温度。其次,在混凝土浇筑过程中可以通过搭设暖棚,提高入仓环境温度,减少温度应力。最后,随时观察混凝土内部温度变化情况,根据混凝土内部温度变化随时提高保护温度,降低温差。通过降低混凝土内部温度与提高环境温度的双重作用,有效降低温度差,减小或避免温度应力,可以有效防止裂缝产生。
4、合理布置防裂钢筋
钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的粘结力。在一般常温和允许应力状态下,钢材的性能是比较稳定的,其与混凝土的热膨胀系数相差不大,因而在温度变化时,钢筋与混凝土之间的内应力很小,而钢材的弹性模量比混凝土的弹性模量大7-15倍。当混凝土的强度达到极限强度、变形达到极限拉伸值时,应力开始转移到钢筋上,从而可以避免裂缝的开展拼。配置的构造钢筋应尽可能采用小直径、小间距,例如配置直径6-14mm、间距控制在100-150mm。按全截面对称配筋是最合理的,这样可大大提高混凝土抵抗贯穿性开裂的能力。若进行全截面对称配筋,配筋率应控制在0.3%-0.5%之间。
5、重视混凝土的浇筑过程
混凝土浇筑方面应该注意以下问题:
(1)在混凝土浇筑过程中,应分层分段连续进行。每层浇筑高度应根据实际情况具体分析,一般分层高度为振捣器作用部分长度的1.25倍,最大不超过50厘米。
(2)在没有采取其他措施的情况下,混凝土从料口投放的自由倾落高度要控制在2米以内。
(3)在浇筑混凝土的过程中,应避免出现间歇。如果不能避免,则应该严格控制间歇时间。并保证在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。
(4)使用插入式振捣器应快插慢拔,确保插点排列均匀,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍(一般为30-40cm)。振捣上一层时应插入下层5cm,以消除两层间的接茬影响。
(5)在浇筑混凝土过程中,应该密切观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋的工作情况,如果发现问题,应该及时停止作业,并在浇筑好的混凝土凝结前,将问题排除,以保证正常作业。
6、合理控制拆模时间
要合理控制拆模时间,在拆模前,对现场同条件的试块进行测试,达到设计及规范要求的拆模强度后方可拆模,严禁提早拆模。
7、加强冬施期间混凝土结构的养护
(1)通常来讲,混凝土保温养护的持续时间不能少于15天,在实际施工中,可以根据温度应力确定是否需要适当延长养护时间。保温覆盖层的拆除工作要逐层进行,不可贸然整体拆除。
(2)提前确定温控指标,进而根据温控指标要求,对浇筑后的混凝土实施保温养护措施,以达到降低混凝土浇筑块体的内外温差、减缓降温速度、防止裂缝产生的目的
(3)可以采用塑料薄膜、草袋、麻袋等作为覆盖混凝土和模板的保温材料。如果是冬季施工,要搭设保温棚进行混凝土养护。
(4)在实施保温养护措施的时候,还要注意湿度和风力的控制,为混凝土养护工作创造良好的环境。
(5)要随时注意混凝土和环境温度的变化。对于混凝土浇筑温度的测量频率应不少于每四小时一次;对大体积混凝土浇筑块体内外温差、降温速度和环境温度的测量频率应不少于每12小时一次。
参考文献:
[1]陈敬 建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年21期
[2]王明成 建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨 [期刊论文] 《决策与信息:下旬》 -2012年3期
[3]陈云德;混凝土结构收缩和温度应力分析及应对措施[J];江苏建筑;2007