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建筑工程混凝土裂缝的成因及控制办法

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  摘 要:建筑工程施工中,混凝土属于建筑施工中的主要材料,在进行混凝土结构施工时,如何控制混凝土结构裂缝是保证工程项目施工质量的重要措施。混凝土结构裂缝会对混凝土承载力、耐久性及抗渗性能造成较大破坏。本文从多个方面对混凝土结构裂缝成因进行分析,针对混凝土结构裂缝成因,提出混凝土结构裂缝控制方法。实践证明,采取混凝土控制方法,可以有效减少混凝土结构裂缝,保证混凝土施工质量,实现工程施工的综合效益。
  关键词:建筑工程施工;混凝土裂缝;成因;控制办法
  一、混凝土结构裂缝成因
  混凝土属于一种脆性材料,其本身抗拉能力十分低,在混凝土施工与应用的过程中,如出现温度、湿度变化,或地基沉降等问题,容易引起混凝土裂缝。在本文中,从以下几个方面对混凝土结构裂缝成因进行较为全面的分析。
  1.设计因素。在混凝土结构设计时,缺乏计算或漏算,设计结构受力情况与实际受力情况存在较大差异;混凝土配筋计算失误、结构设计刚度不足等,都可能引起混凝土结构裂缝。
  2.材料因素。混凝土原材料质量不符合设计要求会导致产生混凝土裂缝,尤其是水泥型号的选择,水泥型号的应用,需要根据施工温度、湿度与施工部位的不同,科学选择不同型号水泥。在砂石集料应用上,应严格控制其级配及粒径,保证含泥量在设计要求范围内。如混凝土材料应用存在着质量问题,会导致结构裂缝产生。
  3.地基不均匀沉降。如出现地基不均匀沉降等问题,则会在拉应力作用下,导致混凝土结构裂缝产生,其裂缝反向、大小及深度与地基沉降范围及程度存在着直接关系。因基础沉降所带来的应力较大,其所引起的混凝土结构裂缝,多为贯穿性裂缝,对建筑质量影响很大。
  4.施工因素。在混凝土施工过程中,随着水分蒸发、混凝土干缩,容易产生混凝土裂缝;混凝土搅拌工艺、运输、浇筑与振捣,一旦某一个环节或多个环节出现施工质量问题,都容易引发混凝土裂縫;在混凝土浇筑过程中,如模板构造不合理,或出现模板支持刚度不足,过早拆模等,都可能会造成混凝土裂缝产生;混凝土施工过程中钢筋出现碰撞移位现象,导致混凝土裂缝产生;如振捣不充分,出现漏振现象等,导致混凝土密实度不均,导致裂缝产生;完成混凝土浇筑后,缺乏有效养护,或养护时间不够,均可能会引起裂缝产生。
  5.结构受荷因素。施工超载、早期受震、施工不当等,均可能会导致混凝土结构受荷裂缝。结构受荷裂缝最为常见的如钢筋混凝土梁板结构等构件,在一定荷载的影响下,会产生不同程度裂缝。
  6.湿度变形裂缝与温度裂缝。在混凝土硬化的过程中,其体积出现收缩,在收缩作用影响下,混凝土构件内部出现拉应力,早期混凝土其强度较低,收缩值最大。如在早期缺乏对混凝土构件的有效养护,十分容易出现收缩裂缝。在混凝土浇筑后,需要释放较大的水化热,如混凝土内部温度较高,而外界环境温度较低,则会形成较大的内外温差,在温差影响下,产生温度裂缝。
  7.徐变裂缝。徐变变形指的是除瞬时弹性变形以外,变形值随时间延长而不断增加的一种变形现象。如受弯构件,在徐变变形影响下,其变形值可以增长到原来变形值的3倍左右;变形量增加并对混凝土结构造成影响,产生裂缝。
  除了以上几点以外,混凝土水灰比较大、施工缝设置不合理、后期施工扰动等,也是导致混凝土结构裂缝出现的主要原因。
  二、混凝土结构裂缝控制方法
  1.混凝土材料的应用。混凝土材料质量直接影响着混凝土施工质量,在原材料的选择与应用上,应充分保证其满足施工及设计要求。在选择水泥时,应尽量选择水化热较低,收缩量偏低的水泥,在保证混凝土性能的基础上,降低水泥用量,对进入到施工现场的水泥性能及各项指标进行检验,禁止应用不符合设计要求的水泥;在集料应用中,针对细骨料,需要严格控制其含泥量,粗集料应为质地坚硬的石料,保证其级配符合设计要求,严格控制孔隙率,保证集料中不含有害物质等杂质;在混凝土中掺入化学添加剂,可以改善混凝土性能,如应用减水剂,可以降低用水量,减少混凝土收缩量,从而避免混凝土裂缝。
  2.优化配合比。混凝土配合比的科学性与合理性,直接影响着混凝土整体性能,影响着混凝土施工的经济性。水化热较大引起温度裂缝是混凝土结构裂缝的重要成因,降低水化热,可以从优化混凝土配合比入手,降低水灰比,明确水泥用量与水用量,避免出现混凝土质量问题。
  3.配筋设计。按照工程施工要求,合理进行混凝土钢筋配置工作,在进行钢筋配置过程中,应充分考虑钢筋品种、钢筋规格以及钢筋数量,对构件性能进行评估;按照施工图纸,确定钢筋配置位置,避免出现钢筋错位等现象,减少混凝土开裂。
  4.模板施工。在混凝土模板施工中,需要从以下几点,进行混凝土结构裂缝控制:在浇筑混凝土之前,需要保持模板及基层充分湿润;模板设计与制作合理,保证模板拥有足够的刚度及强度,防止在浇筑混凝土过程中出现位移或变形,导致混凝土裂缝;合理控制拆模时间,在混凝土增长到一定强度后,方可进行拆模作业,并按照规定次序进行拆模作业。
  5.混凝土浇筑。在混凝土浇筑作业时,应根据混凝土坍落度,合理控制振捣时间,一般混凝土振捣时间为40s,保证振捣均匀,避免出现过振或漏振等现象。在混凝土初凝前后时间,应采取二次振捣作业及二次抹面技术,通过二次振捣,将混凝土内部中水分及气泡等排除,尤其是针对泌水性较大的混凝土,其浇筑作业应排除泌水,进行二次振捣作业,从而避免因沉降收缩所引起的混凝土裂缝。
  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,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。
  6.做好养护措施。在完成混凝土浇筑作业后,应及时采取养护措施,在混凝土终凝之前,保持混凝土表面处于湿润状态,并在混凝土没有完全干燥之前,采取覆盖措施,并进行洒水养护,养护时间应在7d以上;如在混凝土施工中掺有缓凝剂等化学添加剂,则在其养护时间应延长到14d以上。在混凝土养护期间,应对其内部温度进行测量,避免内外温差较大。
  三、结语
  混凝土结构裂缝是混凝土施工常见的质量问题,裂缝的出现与发展,会对混凝土结构的承载力、耐久性及综合性能造成严重影响,为此,需要研究混凝土结构裂缝成因,并采取措施,控制混凝土结构裂缝。在本文中,从设计因素、材料因素、地基不均匀沉降、施工因素、结构受荷因素、湿度变形裂缝与温度裂缝、徐变裂缝等方面对混凝土结构裂缝成因进行分析,并提出混凝土控制方法。通过合理的裂缝控制措施,可以有效减少裂缝,实现混凝土结构施工的综合效益。
  参考文献:
  [1] 赵成学.建筑施工中混凝土结构裂缝的成因分析及控制办法[J].中国建筑金属结构下半月2013年第11期.
  [2] 黄干琦.浅谈工业与民用建筑混凝土结构裂缝形成原因与控制措施[J].科技创业家,2011(08):135.
  [3] 倪静函.混凝土结构裂缝的成因及控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013(22).
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