高新郭蕾
河南省建筑科學研究院有限公司(450000)
淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理
高新郭蕾
河南省建筑科學研究院有限公司(450000)
在工程建設中,我們常常會發現鋼筋混凝土的裂縫問題,而在實際施工中必須對其進行有效控制,是避免有害裂縫的產生。這里從實際出發著重分析了其產生的根本原因,并針對性地提出了相應的防治對策。
混凝土裂縫;成因;防治
從實踐來看,引發建筑工程混凝土裂縫的原因很多,主要表現在以下幾個方面:
1)材料問題。最常見的材料問題是水泥和粗細骨料過期、品種選擇不當和配合比例不符合要求。此外,骨料與水泥中還可能含有一些有害的物質,或者外加劑選用不當、酸堿物質相互反應以及鋼筋結構的性能限制等。這些都可能引發混凝土裂縫。
2)設計問題。建筑工程施工設計上存在的問題有:地質報告有誤,鉆探勘測數據不準確,施工圖紙設計方法有問題等。如居民樓客廳樓板出現垂直裂縫,原以為是溫度原因造成的收縮性裂縫,經詳查,實際是因地下車庫一道墻的主體下沉而產生的應力裂縫。
3)混凝土材料的配制問題。混凝土施工裂縫在很大程度上是因配置上的混合比例控制不當引起的,標準水灰比是0.24~0.38。若使用同樣的水泥,水灰比就決定著混凝土強度等級。水泥攪拌過程中,所需水量僅是水泥總重量的1/4,但為保證其流動性與混凝土澆灌的質量,水灰比應相應提高,因水泥水化熱后會產生過多的水分殘留在混凝土材料中形成水泡,降低了混凝土的抗荷載能力。從力學角度分析,混凝土材料中的水泡及氣孔在荷載的作用下會產生裂縫。
4)荷載作用引起的裂縫。在使用荷載的作用下,截面的混凝土拉應變大于混凝土極限拉伸值,作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力及扭矩等荷載效應會引起結構構件產生裂縫。這種情況下,結構帶裂縫工作,是設計允許的。基礎不均勻沉降使混凝土結構出現裂縫,也屬于荷載作用引起的裂縫,但這種裂縫大多是由于勘測不準確或施工控制不到位造成的,是不允許的。在施工中過早對結構構件承受荷載,結構構件達不到設計強度,迫使混凝土產生裂縫,這是可以避免的。混凝土結構構件在使用過程中超過設計允許的最大荷載,導致混凝土裂縫,這種破壞性裂縫是不允許的。
在建筑工程結構設計過程中,可選用中低強度混凝土材料,也可在承臺的表面增加鋼筋的用量。實踐中為避免因溫度的變化而引起的混凝土施工裂縫,可采取永久式的伸縮方式進行設計。建筑工程結構裂縫產生的原因很多,結構長度問題是產生收縮應力主要影響因素之一。根據建筑工程項目建設的實踐情況,施工單位一定要采取有效的設計方案。
建筑工程施工過程中,為有效防止出現混凝土施工裂縫,要先確定混凝土的一次澆筑量、易產生裂縫位置、施工縫之間的間距、混凝土運輸過程和振搗澆筑時間等因素。混凝土有泌水性,容易產生塑性收縮裂縫,因此在初凝至終凝前這段時間內要對混凝土表面進行二次壓抹處理。在樓層建筑中的混凝土澆筑完一天內,其余施工工作僅限于定位、測量和彈線等前期準備工作,施工材料吊卸一律禁止,以免對尚未完成的終凝混凝土帶來沖擊振動。一般而言,24 h后可分批次組織吊運小型的施工材料,同時要注意輕卸、輕放以及分散放置。3 d后方可進行樓層墻板或樓面模板正常支模施工。為增強混凝土的剛度,減少彈性形變和增強抗沖擊振動能力,可在新澆筑混凝土表面鋪設舊木模板或腳手板,以適當擴散應力,減少樓板裂縫的出現。
1)在施工過程中進行控制和預防。加強控制混凝土施工配合比,嚴格控制水灰比和水泥用量,嚴格選擇砂石級配,減少混凝土孔隙率及收縮量,提高混凝土抗裂強度。在裂縫容易發生部位和負彎矩筋區域采取措施,避免上層鋼筋踩踏變形;避免混凝土在零強度下沖擊振動,防止樓板裂縫。
混凝土裂縫的預防:在模板工程中其構造要合理、模板及支架要有足夠的剛度,以防止模板各桿件間的變形導致混凝土裂縫;在混凝土澆筑時應防止離析現象,振搗應均勻、適度;在混凝土的養護中適當延長養護時間。
2)從混凝土自身應力的角度對溫度裂縫進行控制和預防。混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。混凝土越厚,水泥用量越大。水化熱越高的水泥,其內部溫度越大。防止大體積混凝土產生裂縫,要控制混凝土內部和表面的溫度差,從而減小混凝土因水泥水化產生溫度應力造成的混凝土裂縫。
在工程中,現澆混凝土板面的裂縫現象是不可避免的,我們在現場施工中要盡量做到科學合理,采取有效的措施減少裂縫的產生;對于施工中已經產生的裂縫,應分析原因,采取科學的處理和加固補救措施,使現澆混凝土結構滿足安全性和耐久性要求。
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