论文部分内容阅读
摘要:建筑工程施工中,混凝土的结构性裂缝问题,会影响到建筑物的使用质量。本文在首先分析了施工中混凝土结构性裂缝产生的原因,接着在此基础上提出了一定的防控措施。
关键词:混凝土;结构性裂缝;防控
0.引言
随着城市化进程的加快和社会经济的不断发展,建筑行业也在蓬勃发展,混凝土结构在广泛运用的同时,其功能也越来越复杂。建筑物中结构性裂缝问题对建筑的外观和质量都有一定的影响,甚至还会导致安全事故。工程实践中,大多钢筋混凝土构件都会带细微的裂缝工作的,由于不会影响其使用,可以存在。一些裂缝会因为长期的载荷或物理及化学作用的发生,混凝土保护层会脱落导致钢筋腐蚀,使得钢筋混凝土的强度和刚度削弱,其耐久性也降低,影响到结构的正常使用。
1.施工混凝土结构性裂缝的分类及原因
钢筋混凝土结构性裂缝的成因很复杂,裂缝产生时可能由一种或几多种原因,最为常见的是混凝土的早期裂缝(如图1.1),包括塑性沉降裂缝等,主要由于混凝土骨料沉降时受到钢筋、模板的阻碍产生的。由于混凝土塌落度大、沉陷过高,在混凝土浇注后的数小时内,仍然处于塑性状态,表面水光消失时会立刻沿着梁及板上面钢筋的走向产生裂缝现象。此外,如果施工过程中模板没有绑扎好,模板在沉陷、移动时也会产生此类裂缝。
图1.1混凝土结构性裂缝
1.1 外界温度问题
在建筑工地施工中浇筑混凝土时,水泥遇水时会产生很多热量,聚积在水泥内部不易散发,混凝土的内部温度升高,但其表面散热较快,形成内外温差,使混凝土内部产生压应力,外部产生拉应力,导致混凝土的弹性模量发生变化。随着水泥停止放热到整个温度趋于稳定,混凝土冷却和外界温度的波动导致应力,这些应力会与之前的温度应力结合,产生叠加效应并相互作用于墙体结构,极大地危害到了墙体的质量。这种裂缝在早期产生,呈不规则状,深度较浅,属于表面裂缝,易产生应力集中,促使裂缝加剧。
1.2 地基不匀称问题
房屋建筑的中部一般比较容易产生沉降,如果地基不均匀,房屋的两端也容易产生向下微显凹状的沉降分布。如果建筑物所处的地质比较稳定且分布相对均匀,那么地基的不均匀沉降小,对房屋的结构影响也不大。反之,地质不稳定且分布不均匀,土壤强度也不大,那么,建筑物的负载会加大,地基也会产生较大的不均匀沉降;此时,如果不对地基进行加固处理,建筑物的整体刚度就会较低,墙体易开裂,房屋的门窗及洞口会形成八字形的裂缝,尤其靠近地基处的裂缝更大。
1.3塑性收缩问题
塑性收缩产生裂缝是由于混凝土浇筑后的塑性状态时,表面水分蒸发过快导致的。塑性收缩的裂缝一般出现在表面,呈不规则的龟裂状,且长短不一、深度较浅。在混凝土浇注后一小时左右,如果不覆盖表面,尤其是炎热或大风天气时,混凝土表面水分蒸发更快;或是模板吸水过快及混凝土自身水化热高等因素,导致混凝土急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,无法抵抗变形的应力而开裂。混凝土中水分蒸发和吸收的速度越快,越容易产生塑性收缩裂缝。
1.4施工工艺问题
钢筋混凝土在进行浇筑、制作构件、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,如果施工工艺不合理,会产生各种形式的裂缝,尤其是细长薄壁的结构更易产生裂缝。(1)钢筋混凝土的保护层过厚,使其承受过大的负弯矩,会减小构件的有效高度,形成与钢筋受力方向垂直的裂缝。(2)施工时,振捣过的混凝土不密实且不均匀,出现蜂窝、麻面及空洞,易导致钢筋腐蚀或荷载性质的裂缝。(3)施工中混凝土浇注速度过快,其流动性变差,在硬化前如果振捣不足,硬化后沉实过大,会在数小时后产生塑性收缩裂缝。(4)施工中对混凝土搅拌或运输时间过长,水分就易蒸发,导致混凝土塌落,其表面产生不规则的收缩裂缝。(5)混凝土施工中使用泵进行输送时,为保证其流动性,增加了水和水泥的用量,导致水灰比变大,混凝土在凝结硬化时收缩量增加,表面会产生不规则裂缝。(6)混凝土进行分层或分段浇注时,没有处理好接头部位,新、旧混凝土的缝隙之间容易产生裂缝。(7)施工时模板的刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。(8)施工时过早拆模导致混凝土强度不够,构件在重力或施工荷载的持续作用下易产生裂缝。
1.5原材料质量问题
混凝土原材料主要由水泥、砂、骨料,水及外加剂组成,如果原材料质量不合格,会导致其结构出现裂缝。首先,如果砂石的含泥量超过规定值,不仅会降低混凝土的强度和抗渗性,还会使其产生不规则的网状裂缝。砂石的配比不合理或其颗粒过细,会造成混凝土结构产生侧面裂缝。此外,骨料中如果含有泥性硅化物,当它与碱性物质相遇时,水、硅反应会生成膨胀胶质,造成局部拉应力,导致结构发生爆裂状的裂缝,尤其是潮湿的部位。搅拌时及外加剂时的水或外加剂中的氯化物等杂质含量较高,会加大钢筋的腐蚀,从而产生裂缝。
2.施工混凝土结构性裂缝的防控
2.1加强施工规范控制
在建筑物施工过程中,要预防和处理墙体裂缝,首先就是要在设计环节对细节进行处理和控制,对一些特殊的施工步骤采用特殊的处理方式。在设计沉降缝及收缩缝等诸多结构缝时,要详细说明设计的位置和缝隙的大小,最好使用工程图进行说明。此外,建筑物的各种孔洞可能会导致墙体产生裂缝,因此,要加强洞孔开工前期,要做好设计并处理好细节控制。
2.2做好混凝土配比及养护
施工中进行材料采购时,应严格按照设计人员提供的规格,购买质量较好的材料,并做好妥保管工作,防止材料变质。在对混凝土进行配比时,要计算好每种材料之间的搭配量。工程技术人员进入施工现场,根据实际的要求及情况,对混凝土进行检测后做好配比工作。 在对混凝土进行搅拌时,首先应采用合适的搅拌方法,使其均匀搅拌,从而达到具体的使用要求。在进行混凝土浇筑时,要避免过度振动或漏振等操作。在进行抹面施工时,最好实施二次抹面,避免在大风或大雨及烈日下的条件下浇灌混凝土。混凝土结构早期施工完成时,要保持适宜的温度和湿度,避免出现干裂裂缝和温度裂缝,对其养护数天之后才能拆除模版,同时避免外力破坏混凝土结构。此外,混凝土施工人员应具有相关的专业知识,还应有团队合作精神,有高度的工程施工质量意识。工程技术人员应做好质量检测,严把工程质量关,从而主观上减少混凝土结构性裂缝的产生。
2.3采用先进的施工工艺
首先,加强模板施工的管理。混凝土施工中的模板及支架必须有足够的承载力、刚度和稳定性,在振捣过程中应派专人看管,防止发生下沉,在试块强度达到设计允许值后才可拆模。其次,保护好混凝土成品,必须在浇筑好的混凝土板面达到要求的强度后才可踩踏。此外,进行混凝土钢筋绑扎施工时,应加强管理好负弯矩筋,支撑马凳的间距要合理,保证板面负弯矩筋的保护层达到要求的厚度。同时,施工中,振捣必须快插、慢拔,如果振捣时间过短,混凝土会不均匀,振捣时间过长,会导致严重浮浆。针对施工中因超荷载造成的裂缝,以及长时间不处理而造成混凝土耐久性降低导致结构问题而产生的裂缝,可采用结构补强法,包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。针对钢筋混凝土楼板裂缝问题,可采用钢纤维混凝土的方法增强其抗拉伸能力;此外,在铺设电线管时,在PVC电线管的上方与下方铺设钢丝网片;施工时,楼板与梁之间要设置一定的隔
离缝。施工中,施工人员可在浇灌混凝土时建立相应的操作平台,禁止操作人员直接踩踏在钢筋上。此外,在进行楼板混凝土强化浇筑时,要严格注意钢筋的变化,一旦发现其位置发生偏移,要及时进行更正。
2.4混凝土常见裂缝的防控
(1)塑性沉降裂缝防控措施
首先,在满足泵送和施工要求的前提下,尽量减小混凝土的塌落度,保证混凝土的均匀,对混凝土搅拌运输卸料前,应先高速运转一秒,然后再进行反转卸料。施工人员应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实性,不可漏振、过振造成混凝土离析分层,严禁在施工过程中随意加水。
塑性收缩裂缝防控措施
施工单位在浇注混凝土后要及时对其覆盖养护,从而增加环境的湿度。施工单位在满足混凝土的可泵性、和易性的前提下,尽量减小其出机的塌落度,降低其含砂率,同时严格控制骨料的含泥量。
(3)温度应力裂缝预防措施
温度应力导致墙体混凝土的裂缝,没有根本的办法对其完全消除,但仍可采取一定的技术措施,尽量减少缝隙的产生。例如,在施工工艺规范中要求设置一定的伸缩缝,降低混凝土在使用中和施工结束后产生的裂缝概率。同时,还可以对墙体采取保温隔热措施,有效调节其温度,减少因温度变化导致的墙体裂缝。此外,在进行建筑物设计时,可适当增加构造柱的数量,防止裂缝产生。此外,防止温度应力导致的裂缝,就是要降低混凝土的发热量,可分层分块浇筑混凝土,做好其表面保温与保湿工作,做好蓄水养护和覆盖洒水养护工作,养护的时间一般不少于一天。
3.结束语
总而言之,施工中首先应明确混凝土结构性裂缝产生原因,并提出相应的防控措施,从而施工人员可以进行科学合理的施工,尽量减少混凝土结构性裂缝的产生。预防混凝土裂缝十分有必要,在工程实践的过程中,施工人员应不断总结经验,切实解决混凝土技术方面的问题,提高建筑物的质量。
参考文献:
[1]房汉辉.对施工混凝土结构性裂缝的防控分析.科技视界[J],2013(08)
[2]左永林.工民建中混凝土结构性裂缝控制.现代商贸工业[J],2013(02)
[3]葛俊翔.浅谈现浇混凝土裂缝的控制及处理.科技资讯[J],2012(09)
关键词:混凝土;结构性裂缝;防控
0.引言
随着城市化进程的加快和社会经济的不断发展,建筑行业也在蓬勃发展,混凝土结构在广泛运用的同时,其功能也越来越复杂。建筑物中结构性裂缝问题对建筑的外观和质量都有一定的影响,甚至还会导致安全事故。工程实践中,大多钢筋混凝土构件都会带细微的裂缝工作的,由于不会影响其使用,可以存在。一些裂缝会因为长期的载荷或物理及化学作用的发生,混凝土保护层会脱落导致钢筋腐蚀,使得钢筋混凝土的强度和刚度削弱,其耐久性也降低,影响到结构的正常使用。
1.施工混凝土结构性裂缝的分类及原因
钢筋混凝土结构性裂缝的成因很复杂,裂缝产生时可能由一种或几多种原因,最为常见的是混凝土的早期裂缝(如图1.1),包括塑性沉降裂缝等,主要由于混凝土骨料沉降时受到钢筋、模板的阻碍产生的。由于混凝土塌落度大、沉陷过高,在混凝土浇注后的数小时内,仍然处于塑性状态,表面水光消失时会立刻沿着梁及板上面钢筋的走向产生裂缝现象。此外,如果施工过程中模板没有绑扎好,模板在沉陷、移动时也会产生此类裂缝。
图1.1混凝土结构性裂缝
1.1 外界温度问题
在建筑工地施工中浇筑混凝土时,水泥遇水时会产生很多热量,聚积在水泥内部不易散发,混凝土的内部温度升高,但其表面散热较快,形成内外温差,使混凝土内部产生压应力,外部产生拉应力,导致混凝土的弹性模量发生变化。随着水泥停止放热到整个温度趋于稳定,混凝土冷却和外界温度的波动导致应力,这些应力会与之前的温度应力结合,产生叠加效应并相互作用于墙体结构,极大地危害到了墙体的质量。这种裂缝在早期产生,呈不规则状,深度较浅,属于表面裂缝,易产生应力集中,促使裂缝加剧。
1.2 地基不匀称问题
房屋建筑的中部一般比较容易产生沉降,如果地基不均匀,房屋的两端也容易产生向下微显凹状的沉降分布。如果建筑物所处的地质比较稳定且分布相对均匀,那么地基的不均匀沉降小,对房屋的结构影响也不大。反之,地质不稳定且分布不均匀,土壤强度也不大,那么,建筑物的负载会加大,地基也会产生较大的不均匀沉降;此时,如果不对地基进行加固处理,建筑物的整体刚度就会较低,墙体易开裂,房屋的门窗及洞口会形成八字形的裂缝,尤其靠近地基处的裂缝更大。
1.3塑性收缩问题
塑性收缩产生裂缝是由于混凝土浇筑后的塑性状态时,表面水分蒸发过快导致的。塑性收缩的裂缝一般出现在表面,呈不规则的龟裂状,且长短不一、深度较浅。在混凝土浇注后一小时左右,如果不覆盖表面,尤其是炎热或大风天气时,混凝土表面水分蒸发更快;或是模板吸水过快及混凝土自身水化热高等因素,导致混凝土急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,无法抵抗变形的应力而开裂。混凝土中水分蒸发和吸收的速度越快,越容易产生塑性收缩裂缝。
1.4施工工艺问题
钢筋混凝土在进行浇筑、制作构件、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,如果施工工艺不合理,会产生各种形式的裂缝,尤其是细长薄壁的结构更易产生裂缝。(1)钢筋混凝土的保护层过厚,使其承受过大的负弯矩,会减小构件的有效高度,形成与钢筋受力方向垂直的裂缝。(2)施工时,振捣过的混凝土不密实且不均匀,出现蜂窝、麻面及空洞,易导致钢筋腐蚀或荷载性质的裂缝。(3)施工中混凝土浇注速度过快,其流动性变差,在硬化前如果振捣不足,硬化后沉实过大,会在数小时后产生塑性收缩裂缝。(4)施工中对混凝土搅拌或运输时间过长,水分就易蒸发,导致混凝土塌落,其表面产生不规则的收缩裂缝。(5)混凝土施工中使用泵进行输送时,为保证其流动性,增加了水和水泥的用量,导致水灰比变大,混凝土在凝结硬化时收缩量增加,表面会产生不规则裂缝。(6)混凝土进行分层或分段浇注时,没有处理好接头部位,新、旧混凝土的缝隙之间容易产生裂缝。(7)施工时模板的刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。(8)施工时过早拆模导致混凝土强度不够,构件在重力或施工荷载的持续作用下易产生裂缝。
1.5原材料质量问题
混凝土原材料主要由水泥、砂、骨料,水及外加剂组成,如果原材料质量不合格,会导致其结构出现裂缝。首先,如果砂石的含泥量超过规定值,不仅会降低混凝土的强度和抗渗性,还会使其产生不规则的网状裂缝。砂石的配比不合理或其颗粒过细,会造成混凝土结构产生侧面裂缝。此外,骨料中如果含有泥性硅化物,当它与碱性物质相遇时,水、硅反应会生成膨胀胶质,造成局部拉应力,导致结构发生爆裂状的裂缝,尤其是潮湿的部位。搅拌时及外加剂时的水或外加剂中的氯化物等杂质含量较高,会加大钢筋的腐蚀,从而产生裂缝。
2.施工混凝土结构性裂缝的防控
2.1加强施工规范控制
在建筑物施工过程中,要预防和处理墙体裂缝,首先就是要在设计环节对细节进行处理和控制,对一些特殊的施工步骤采用特殊的处理方式。在设计沉降缝及收缩缝等诸多结构缝时,要详细说明设计的位置和缝隙的大小,最好使用工程图进行说明。此外,建筑物的各种孔洞可能会导致墙体产生裂缝,因此,要加强洞孔开工前期,要做好设计并处理好细节控制。
2.2做好混凝土配比及养护
施工中进行材料采购时,应严格按照设计人员提供的规格,购买质量较好的材料,并做好妥保管工作,防止材料变质。在对混凝土进行配比时,要计算好每种材料之间的搭配量。工程技术人员进入施工现场,根据实际的要求及情况,对混凝土进行检测后做好配比工作。 在对混凝土进行搅拌时,首先应采用合适的搅拌方法,使其均匀搅拌,从而达到具体的使用要求。在进行混凝土浇筑时,要避免过度振动或漏振等操作。在进行抹面施工时,最好实施二次抹面,避免在大风或大雨及烈日下的条件下浇灌混凝土。混凝土结构早期施工完成时,要保持适宜的温度和湿度,避免出现干裂裂缝和温度裂缝,对其养护数天之后才能拆除模版,同时避免外力破坏混凝土结构。此外,混凝土施工人员应具有相关的专业知识,还应有团队合作精神,有高度的工程施工质量意识。工程技术人员应做好质量检测,严把工程质量关,从而主观上减少混凝土结构性裂缝的产生。
2.3采用先进的施工工艺
首先,加强模板施工的管理。混凝土施工中的模板及支架必须有足够的承载力、刚度和稳定性,在振捣过程中应派专人看管,防止发生下沉,在试块强度达到设计允许值后才可拆模。其次,保护好混凝土成品,必须在浇筑好的混凝土板面达到要求的强度后才可踩踏。此外,进行混凝土钢筋绑扎施工时,应加强管理好负弯矩筋,支撑马凳的间距要合理,保证板面负弯矩筋的保护层达到要求的厚度。同时,施工中,振捣必须快插、慢拔,如果振捣时间过短,混凝土会不均匀,振捣时间过长,会导致严重浮浆。针对施工中因超荷载造成的裂缝,以及长时间不处理而造成混凝土耐久性降低导致结构问题而产生的裂缝,可采用结构补强法,包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。针对钢筋混凝土楼板裂缝问题,可采用钢纤维混凝土的方法增强其抗拉伸能力;此外,在铺设电线管时,在PVC电线管的上方与下方铺设钢丝网片;施工时,楼板与梁之间要设置一定的隔
离缝。施工中,施工人员可在浇灌混凝土时建立相应的操作平台,禁止操作人员直接踩踏在钢筋上。此外,在进行楼板混凝土强化浇筑时,要严格注意钢筋的变化,一旦发现其位置发生偏移,要及时进行更正。
2.4混凝土常见裂缝的防控
(1)塑性沉降裂缝防控措施
首先,在满足泵送和施工要求的前提下,尽量减小混凝土的塌落度,保证混凝土的均匀,对混凝土搅拌运输卸料前,应先高速运转一秒,然后再进行反转卸料。施工人员应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实性,不可漏振、过振造成混凝土离析分层,严禁在施工过程中随意加水。
塑性收缩裂缝防控措施
施工单位在浇注混凝土后要及时对其覆盖养护,从而增加环境的湿度。施工单位在满足混凝土的可泵性、和易性的前提下,尽量减小其出机的塌落度,降低其含砂率,同时严格控制骨料的含泥量。
(3)温度应力裂缝预防措施
温度应力导致墙体混凝土的裂缝,没有根本的办法对其完全消除,但仍可采取一定的技术措施,尽量减少缝隙的产生。例如,在施工工艺规范中要求设置一定的伸缩缝,降低混凝土在使用中和施工结束后产生的裂缝概率。同时,还可以对墙体采取保温隔热措施,有效调节其温度,减少因温度变化导致的墙体裂缝。此外,在进行建筑物设计时,可适当增加构造柱的数量,防止裂缝产生。此外,防止温度应力导致的裂缝,就是要降低混凝土的发热量,可分层分块浇筑混凝土,做好其表面保温与保湿工作,做好蓄水养护和覆盖洒水养护工作,养护的时间一般不少于一天。
3.结束语
总而言之,施工中首先应明确混凝土结构性裂缝产生原因,并提出相应的防控措施,从而施工人员可以进行科学合理的施工,尽量减少混凝土结构性裂缝的产生。预防混凝土裂缝十分有必要,在工程实践的过程中,施工人员应不断总结经验,切实解决混凝土技术方面的问题,提高建筑物的质量。
参考文献:
[1]房汉辉.对施工混凝土结构性裂缝的防控分析.科技视界[J],2013(08)
[2]左永林.工民建中混凝土结构性裂缝控制.现代商贸工业[J],2013(02)
[3]葛俊翔.浅谈现浇混凝土裂缝的控制及处理.科技资讯[J],2012(09)