摘要:隨著混凝土技術的不斷發展,其在建筑工程領域的應用也日益廣泛。然而,混凝土施工裂縫的控制,是當前研究的焦點。文章闡述了混凝土裂縫相關狀況,基于其形成機理,探討了在控制裂縫的施工優化技術。
關鍵詞:混凝土 裂縫 建筑工程 策略
0 引言
隨著我國建筑業的高速發展,對混凝土結構裂縫的控制要求也十分嚴謹。由于混凝土屬于脆性材料,混凝土結構產生不同程度、不同形式的裂縫相當普遍,在某些情況下,裂縫會導致非常嚴重的后果,輕則影響建筑物的外觀,嚴重時會使混凝土結構的承載力降低,直接影響結構的安全,因此研究混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的社會和經濟意義。
1 建筑工程混凝土裂縫概述
在實際工程中,混凝土結構的裂縫經??梢?,裂縫的存在影響了結構的美觀和正常使用,削弱了結構的剛度和整體性,導致工程事故的發生。常見的混凝土裂縫無外乎兩種:溫度裂縫和力學裂縫。
1.1 溫度裂縫 因水泥具有快硬、高強、水化熱大的特點,再加上多數工程的主體施工發生在夏季,混凝土澆搗后又未及時澆水養護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補充,因而出現裂縫。目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種:混凝土澆注初期,產生大量的水化熱,由于混凝土是熱的不良導體,水化熱積聚在混凝土內部不易散發,常使混凝土內部溫度上升,而混凝土表面溫度為室外環境溫度,這就形成了內外溫差,這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時,就會導致混凝土裂縫;另外,在拆模前后,表面溫度降低很快,造成了溫度陡降,也會導致裂縫的產生;當混凝土內部達到最高溫度后,熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度,它們與最高溫度的差值就是內部溫差;這三種溫差都會產生溫度裂縫。
1.2 力學裂縫 力學裂縫,又稱應力裂縫,其包括各種收縮引起的裂縫,如干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。眾所周知,混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發、體積逐漸縮小,產生收縮,而板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展。當混凝土的收縮所引起板的約束應力超過一定程度時,必然引起現澆板的開裂,開裂的部位往往產生在應壓力相對集中的地方。還有一種情況,便是施工中在混凝土未達到規定強度,過早拆模,或者在混凝土未到終凝時間就上荷載等,這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形,致使混凝土早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,導致混凝土裂縫。施工中不注意鋼筋的保護,板的上層鋼筋一般較細較軟,各工種交叉作業,造成施工人員眾多,行走十分頻繁,無處落腳后難免被大量踩踏,鋼筋彎曲變形、下沉,保護層過大,導致結構裂縫。
2 混凝土裂縫控制施工策略
2.1 混凝土裂縫一般控制技術 施工中應嚴格控制混凝土配合比,測定集料含水量,針對不同的氣溫條件及時調整施工配合比,控制好坍落度,保證出槽混凝土具有良好的和易性,避免因配合比控制不嚴,使含水量過大,以至在采用整體鋼模時水分無法排出而導致水泡,影響梁體質量和美觀。在施工過程中,加強對混凝土的施工管理,確保配料準確和合理的攪拌時間,定期校驗各種稱量儀器,保證原材料用量準確。
澆筑前,模板制作方面:側模,根據梁體結構形式進行設計,在滿足幾何尺寸的前提下,盡量減少直角連接,減少應力集中點;模板表面打磨光滑,減小摩阻力。在施工過程中,控制好混凝土的澆注時間和澆筑時的溫度,安排在早、晚或溫度低的時候進行混凝土澆注并及時掩護,并用塑料布進行覆蓋,經常保持混凝土濕潤,從而防止溫度裂縫的產生。施工采用插人式振搗器振搗時,移動間距不應超過振搗器作用半徑的1.5倍,對每一振搗部位必須振動到混凝土停止下沉,不在冒出氣泡,表面呈現平坦、泛漿,邊振動邊徐徐提出振動棒,避免過振,造成混凝士離析,從而產生結構裂縫。
2.2 溫度裂縫控制施工策略 由于溫差主要是由水化熱產生的,所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱,為了降低水化熱,要盡量采取早期水化熱低的水泥。經過試驗表明比表面積每增加100cm2/g,1d的水化熱增加17J/g~21 J/g,7d和20d均增加4J/g~12J/g。在混凝土拌制過程中,要嚴格控制原材料計量準確,同時嚴格控制混凝土出機塌落度。要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度,拌合物可采取以下兩種降溫措施:一是送冷風對拌和物進行冷卻,二是加冰拌合,一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。
澆注過程中要進行振搗方可密實,振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜,間距要均勻,以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜,澆注完畢后,表面要壓實、抹平,以防止表面裂縫。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注,若由于工程需要在夏季施工,則盡量避開正午高溫時段,澆注盡量安排在夜間進行?;炷猎趯嶋H溫度養護的條件下,強度達到設計強度的75%以上,混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內,預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。大體積混凝土的溫度裂縫,主要是由內外溫差過大引起的?;炷翝沧⒑螅捎趦炔枯^表面散熱快,會形成內外溫差,表面收縮受內部約束產生拉應力,但是這種拉應力通常很小,不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊,或者過分通風散熱,使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生,所以在混凝土在拆模后,特別是低溫季節,在拆模后立即采取表面保護?;炷翝沧⑼戤吅螅瑧皶r灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤,這樣既減少外界高溫倒罐,又防止干縮裂縫的發生,促進混凝土強度的穩定增長。若是在高溫季節施工,則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值,但注意,通水時間不能過長,因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應力。
2.3 力學裂縫控制策略 工程中經常采用以下幾種措施來控制力學裂縫:①表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補法,表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏。②填充法:用修補材料直接填充裂縫。一般用來修補較寬的裂縫,作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開v型槽,然后作填充處理。③灌漿法:從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。利用壓送設備(壓力0.2~0.4MPa)將補縫漿液注入混凝土裂隙,達到閉塞的目的,該方法屬傳統方法,效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫,不用電力,十分方便,效果也很理想。④結構補強法:因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鉆心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
3 結語
混凝土施工是建筑工程中最為重要的一環,而混凝土裂縫控制,是混凝土施工中的重中之重,因此必須加強混凝土裂縫控制技術,控制溫度裂縫以及力學裂縫的產生,一切按相關規范進行施工。然而,混凝土工程中的裂縫,或多或少地存在,對于產生的裂縫,我們必須采取積極主動的方式去進行修復,只有通過預控、修復等多方式結合,才能充分保障混凝土施工質量。
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