房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防

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  摘要:本文分析了房建施工中混凝土结构裂缝的产生的原因,探讨了混凝土裂缝的预防与控制。
  关键词:房建施工;混凝土结构;裂缝原因;预防
  中图分类号:TV331文献标识码: A
  引言
  混凝土结构是现在最常使用的一种建筑结构形式,一旦混凝土裂缝出现就会降低建筑物的使用寿命以及安全。因此,房建施工中应该采取相关的措施对混凝土裂缝进行预防,确保工程质量。
  一、房屋建筑施工混凝土结构性裂缝的影响
  1、混凝土裂缝使得建筑物的使用受影响
  当混凝土的裂缝贯穿整个混凝土的时候,会对建筑物的使用寿命造成一定的影响。当裂缝达到一定比例的时候,会导致建筑物的门窗变形,外墙裂缝的产生,随着裂缝的不断扩大,会产生外墙渗漏的情况。裂缝将会影响建筑物的室内装饰,对建筑物的使用带来很多不利。
  2、混凝土裂缝影响使用者的生活质量
  在经济条件不断发展的今天,随着人们物质生活水平的提升,不管是投资者、使用者或者是决策者,都对建筑物提出了更高的要求。首先表现在建筑物的质量上,虽然个别的混凝土裂缝不会对建筑物的安全产生影响,但是因为非专业认识对结构知识的不深入了解,裂缝产生以后,会给使用者带来不安全的心理体验;其次,房建工程混凝土裂缝的产生,会对建筑物的整体美观度产生影响,特别是外墙的裂缝,会造成级部不舒服的视觉冲击,影响使用者的心情,这也是好的建筑物为什么能够吸引更多的人来的原因。
  二、房建工程中混凝土结构性裂缝的原因
  1、房屋工程设计和施工质量引起的裂缝
  由于受房屋建筑设计单位和施工单位企业资质、资金状况、施工技术、监理水平水平等因素的影响和限制,各组织单位之间的设计水平和施工质量也是良莠不齐。有的设计单位在房屋建筑初步设计阶段,考虑不够周全,没有对当地的施工环境(温度、湿度、地质条件等)进行认真的分析,导致变形缝设置位置和伸缩不当、建筑结构不合理等设计缺陷,从而降低了房屋建筑的刚度要求,使混凝土在凝结过程中承受的拉压应力出现的过早、过大,进而导致了斜缝、水平裂缝、垂直裂缝等的出现。
  2、环境因素
  环境影响也会使建筑混凝土结构产生裂缝,常见的环境因素有:地震作用,构件表面遭灼热,混凝土受腐蚀,环境的温度、湿度变化和差异,火灾袭击等。这些造成裂缝产生的环境因素中有些是物理性缺陷,有些是化学性缺陷,他们作用于混凝土结构进而产生裂缝。
  3、施工工艺和混凝土养护
  在施工工艺方面混凝土结构出现问题的范围很广,通常会出现问题的是:混凝土结构缩水,水分的缺失导致了混凝土形成裂缝;不规范的浇捣过程影响混凝土结构的密实程度,现场浇捣混凝土时,振捣时间过短,或振捣不到位,漏振、过振,都会影响混凝土的密实性和均匀性,导致混凝土结构产生裂缝;模板构造出现问题,漏水、漏浆、支撑刚度不够、地基下沉、过早拆摸等都可能造成混凝土开裂。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各个工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。
  混凝土养护,其中早期养护对质量与裂缝的影响是非常大的。早期表面缺水干燥或温差较大,并且现场养护措施不到位,使得混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。对大体积混凝土工程,没有两次抹面,也非常容易产生表面收缩裂缝。
  4、混凝土材料和配比原因
  由于材料的质量问题引起的裂缝的原因中比较常见的是砂石和水泥的质量不合格。如果施工中使用了这些不符合要求的材料,问题轻微的会出现蜂窝麻面,严重的就会导致豆腐渣工程。配比的设计不仅会直接影响混凝土的抗拉的强度,也会造成混凝土开裂。配比不当主要是指水泥的用量过大,含砂率不合适,骨料种类不合适,外加剂选择不恰当等。这些因素是相互联系的。根据一些实验结果表明,如果水量不变的情况下,水泥的用量增加10%,混凝土的收缩程度就会增加5%;在水泥用量保持不變的前提下,水量增加10%,混凝土的强度就会下降20%。
  三、混凝土裂缝的处理方法
  1、低压注浆法
  如果混凝土上的裂缝宽度叫小,就可以采用低压注浆法进行裂缝修补,此方法最适于宽度在0.2mm—0.3mm的裂缝。在注浆前,先要对裂缝进行封缝处理。先用白胶布贴在混凝土的裂缝上,然后在裂缝处利用窄毛刷涂浆液。大约10几分钟,就可以将胶布撕下。然后再胶布撕下后流出的缝隙安装注浆嘴,并且对注浆嘴进行封闭,经过反复涂刷浆液保证在注浆时不会出现漏浆的情况。一般需要经过一天,待浆液干时就可以进行注浆施工。注浆施工一般都先采用补缝器吸取浆液后,再插入注浆嘴,通过注浆嘴将浆液挤压进混凝土裂缝。一直进行注浆,直到相邻的注浆嘴有浆液流出时停止注浆并将补缝器拔出后堵上铝铆钉。在半个小时后再次进行注浆,从而保证浆液能够充满裂缝内。纵向裂缝的注浆顺序是从下至上,横向裂缝的注浆顺序是从一端至另一端。
  2、电化学防护法
  电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变钢筋混凝土所处的环境状态的方法,用这样的方法可以达到防腐的目的,一般情况下,采用阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法来达到防腐的目的。
  3、填充法
  用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于03mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
  4、表面修补法
  此办法是利用树脂保护膜来对混凝土裂缝进行修补的。但在进行修补前需要将混凝土表面的附着物清洗干净,待混凝土表面干燥后则将表面凹瘪的部分利用油灰状树指来进行填充,填充完成后再进行涂抹。表面处理法需要根据混凝土漏水的面积的大小来采取贴补法或是涂抹法,对于较大面积的渗漏采取贴补法较为适宜,此方法需要在用腻子将表面填平后用砂布磨平后再进行涂刷,涂刷需要以三遍为准,前二次以相互垂直的方向进行涂抹,每次涂抹前都需要在前一次表面干燥后进行。
  5、仿生自愈合法
  动物在受伤物,一般伤口都会自动愈合,这种修补裂缝的方法就是利用仿生学的原理,在混凝土制作过程中,在其组成材料中加入一些特殊的材料,比如有一种液芯纤维,把这些材料以胶囊的形式混入其中,一时遇到混凝土裂缝,胆囊破开,里面的液芯纤维就会渗出来,充满裂缝,然后让裂缝像生物伤口那样重新愈合,从而恢复混凝土应有的状态。
  6、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。
  四、房建施工中混凝土结构裂缝的预防措施
  1、做好施工前的设计和准备工作
  施工过程中的钢筋混凝土结构,是由柱、数层楼板和连接多层楼板的模板支撑系统组成的临时性的受力体系,此受力体系可能随着施工工序的进行而改变。在整个施工过程中,结构的形状、材料的性质以及所承受的施工荷载,均随时间变化。这些特点使得施工期钢筋混凝土结构有时会产生整个结构生命周期中最危险的状况。同时,混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,易于出现裂缝的薄弱部位。因此,考虑到建筑房屋的受力情况,在施工前期的设计过程中应当积极选择中低强度的混凝土材料,其强度等级控制在C20~C35范围为最佳,切勿使用高强混凝土。
  尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管予埋和模板封镶收头前应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。混凝土工人在浇筑时,对裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域,应铺设临时活动跳板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
  2、混凝土采用材料的控制
  材料的选择。要选择水化热较低的水泥,检验安定性不合格的水泥绝对不能用;粗骨料粒径级配合理、空隙小、质地坚硬、无碱性反应的有害杂质;含黏土、砂粘岩片状均小于1%以下的粗糙石;细骨料应选用中砂,粒径粗、空隙较小、含泥量极少的干净砂;建议加外掺料,如粉煤灰、膨胀剂、减水剂等改善混凝土工作度、降低用水量、减少收缩开裂。严格控制砂的粒径及含泥量。
  配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂,抑制碱骨料反应;正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。
  钢筋的制作加工必须按图进行,要高度重视钢筋的品种、规格、数量的核对。若遇到改变、代换钢筋,要经过有关技术人员核算之后才能施工。
  模板使用。混凝土结构的外观质量主要由模板质量来决定。模板构造要合理,特别是支撑和侧模的加固,必须防止下沉和胀模变形、构动等现象,拆模时间不能过早,躲过混凝土水化热峰值,以减少硅内外温差引起的裂缝。
  3、施工质量
  3.1施工荷载的控制
  施工荷载为施工过程中因施工条件限制不可避免地附加在结构上的所有外力因素的总和,比如模板及其支搅体系、钢筋、布料机等,往往是结构设计时难以准确预估的因素,其荷载效应在一定程度上往往比正常使用荷载更为不利,其作用更容易使得混凝土在其硬化过程中尚未达到一定强度值而产生受力裂缝,因此需对构件的承载力、刚度和这些荷载可能导致出现的裂缝宽度进行验算,同时施工过程中需严格地控制这些荷载。
  3.2约束条件改善措施
  为了使模板的周转率得到提高,在混凝土的施工中通常要求新浇筑的混凝土尽可能较早的拆模。进行混凝土浇筑时,水化热的散发会在表面引起相当大的拉应力,就会提升混凝土表面的温度;如果将模板拆除,就会大大降低表面的温度,让混凝土的表面附加拉应力,当水化热应力相互叠加后就会出现裂缝,这对于混凝土的使用性能的影响是很大的。可在混凝土表面覆盖泡沫海绵等保温材料,能够避免混凝土出现过大的拉应力。
  3.3进行二次抹压
  混凝土表面产生裂缝的主要原因是初凝过程中的水分散失过快。因此,混凝土表面应实行两遍抹压成活。第一遍:梁混凝土用插入式振捣棒振捣一遍后,板用平板振捣器进行十字交叉振捣密实后,用刮杆刮平,拉线找平,且使混凝土面的虚铺厚度略高于其设计厚度,刮平、抹平力度要均匀一致。第二遍:当混凝土收水并开始初凝时,以可踩出脚印但不下陷为准,用木抹子进行第二遍抹压工作,此遍抹压工作应用力稍大,以能感觉到混凝土的柔和性为准,将面层小凹坑、气泡眼、砂眼和脚印等压平,使面层充分达到密实,与底部结合一致,且随压随盖,以闭合此阶段混凝土由于收水硬化而产生的表面裂缝。整个抹压时间必须控制在初凝前完成。
  4、做好养护工作
  养护是一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回土或覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内表温差,防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近,以免人为造成混凝土表面产生温度梯度,进而出现裂缝。大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要,还应通过温度控制,防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。
  5、先进工艺在混凝土施工中的应用
  在房建施工的过程中,很多裂缝是不可避免的,施工单位要不断加强新技术和新工艺在混凝土结构施工中的应用,減少混凝土结构性裂缝。施工人员可以提高伸缩缝设置要求,利用墙体保温隔热技术来降低内外部温度应力对混凝土结构的影响,减少墙体开裂和裂缝的产生。此外,施工人员还可以使用增加构造柱的方法来提高建筑抗剪强度,在降低墙体开裂机率的同时提高混凝土结构的稳定性。
  五、结束语
  总之,房屋建筑混凝土裂缝的出现,不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况,我们要区别对待,及时处理,以保证建筑物的安全使用。
  参考文献:
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