陳光仁
(福建典鼎建設有限公司 福建順昌 353200)
房建施工中混凝土結構裂縫現象及預防
陳光仁
(福建典鼎建設有限公司 福建順昌 353200)
在房屋施工中混凝土結構出現裂縫現象是不可避免的,而病態的宏觀裂縫的出現對房屋質量安全產生了嚴重影響。本文通過分析混凝土結構裂縫的種類、探討裂縫產生的原因,詳細總結了裂縫預防方法及適用條件。
混凝土;裂縫;原因;預防
混凝土由于具有材料來源廣泛、性能可調整范圍大、施工工藝簡易多變、耐久性能突出、可塑性強等優點,在房建施工中得到了廣泛使用。但混凝土材料本身非均質脆性的特點,導致在混凝土構件硬化成型后產生許多微小孔隙和細小裂縫,一般稱為微裂。在房屋施工中,混凝土結構普遍帶有微裂,微裂通常對混凝土的承重、防水、防腐及其它一些使用功能沒有影響,但是在養護不當、地基不均勻、沉降等因素影響下,宏觀裂縫往往就在多個微裂基礎上擴展形成的。宏觀裂縫是寬度不小于0.05mm肉眼可見的裂縫,一般分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種,它不僅嚴重損害建筑結構美觀,而且會使鋼筋腐蝕,使混凝土的剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會下降,并可能導致結構應力重分配造成進一步破壞,使建筑物達不到設計的使用耐久年限。對于地下室和屋面工程,裂縫則會大大降低建筑物防水性,會嚴重危害使用安全。
混凝土裂縫大多數發生在施工階段,常見種類有收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、施工裂縫等幾大類。通過大量的工程實踐證明,裂縫形成的原因主要歸納為以下幾點:
1.1 收縮裂縫
混凝土澆筑后尚未硬化前,水分從混凝土表面以極快的速度蒸發掉而引起的塑性收縮;水泥水化過程產生的化學收縮和自生收縮;由于周圍結構構件的約束或者后期養護不足,這些因素單獨或同時作用,都可能導致混凝土裂縫,統稱“收縮裂縫”。
1.2 沉降裂縫
在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下,當未留設沉降縫時,也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時,裂縫位于層數低的荷載輕的部分,并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜產生沉降裂縫。
1.3 溫度裂縫
在混凝土完成攪拌澆筑后,硬化期間混凝土抗拉強度和彈性模量還很低,此時大量的水化熱產生積聚在水泥內部,使溫度逐漸上升,導致混凝土內外出現了較大溫差。外界非均勻急劇的溫度變化會使混凝土表面產生很大的拉應力,強烈的熱脹冷縮使拉應力逐漸超過了混凝土的抗拉極限,因而出現裂縫。
1.4 施工裂縫
施工方式不當造成裂縫較為常見,裂縫會在使用的混凝土骨料、外加劑等不符合要求;混凝土澆筑時對水化熱計算不準,振搗不當,振搗時間掌握不準確,在天氣劇烈變化時施工養方法存在缺陷;鋼筋表面受到污染,保護層過小或過厚;混凝土澆筑后養護時間、措施等存在不到位等情況下產生[1]。
在確定裂縫種類基礎上采取相應的預防措施確保房屋質量,這就需要詳細的對裂縫的形態、規律、發生部位及區域進行調查。代表性的裂縫應測量其寬度、長度及深度,同時對穩定性測試。除此之外,還應結合特定的方法確定裂縫的開裂原因(表1)。在房建施工中,注重優化裂縫原因調查方法,配合查閱施工資料、記錄等項目,有效地確定房建裂縫產生的原因,減少收縮裂縫及其對工程質量的負面影響。

表1 裂縫原因的調查方法
3.1 材料選擇方面
(1)水泥的選擇
盡量選用中低熱、強度較高的粉煤灰水泥等品種,杜絕使用安定性不合格的水泥,施工中在充分保證水泥活性的前提下,應對水泥的細度適當減小,混凝土中水泥用量控制在450kg/m3內,截斷混凝土毛細管,把水泥放熱速度及總量控制在合理范圍內。
(2)骨料的選擇
骨料可細分為粗、細兩種。要對骨料的成分合理選擇,適當減少水泥用量,保證混凝土質量合格。粗骨料在實際施工選擇中,選用堿活性小、粒徑較大、等級較高的雜質符合規定的砂石骨料。細骨料在實際施工選擇時,采用有害物質少、含泥量低、粒徑適當無空隙的原料。
(3)外摻料和外加劑的選擇
在混凝土原料選擇中,適當的摻入粉煤灰來減少水泥的使用量,能夠有效地實現減少水化熱的目的。添加適量的減水、緩凝的外加劑,對混凝土的流動性可有效地進行改善,水泥水化率得到明顯提高,混凝土的強度有效增加,達到降低水化熱,延緩水化熱釋放速度的目的。
3.2 混凝土設計方面
(1)配合比設計
混凝土水灰比控制在0.6以下,水泥用量,用水量、砂率都要科學配比。對于混凝土的攪拌配置,設計好原材料的投料量,科學設定攪拌時長,嚴格規范混凝土塌落度,少量摻入纖維材料能有效降低拌合物的出機溫度。
(2)澆注分層設計
在房建施工過程中:①要保證澆注質量。混凝土澆注過程中達到表面泛漿效果需要均勻一定的振搗時間、科學的插點位置。②要合理控制澆注時間,分層澆注,分層振搗,盡量避開高溫時段澆注。③在澆注完畢后,加強混凝土表面抹壓工作,保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。
(3)設計方面
優化建筑平面造型,要追求簡單實用,達到保證建筑物的使用功能。對于建筑物的長高比適當控制,充分考慮整體剛度和抵抗不均勻沉降的能力。對于沉降縫、變形縫的位置、寬度構造要合理、設置適當。磚混結構底層窗臺、洞口較寬的窗臺下應分別采用加筋砌體,設置鋼筋混凝土梁的方法,防止因地基沉降窗臺產生豎向裂縫。合理的設計構件配筋,適當設置間距,腰筋在斷面較大的梁中是必須的,大跨度、較厚的現澆板,鋼筋配置構造在上面中心部位,抗剪鋼筋加設在主梁集中應力處。
3.3 施工養護方面
強化檢查驗收地基工序。對于復雜地基,認真進行補充勘探,對于異常地基的處理必須細致,保證在處理后地基的承載力相同或相近正常地基的承載力。正確設置后澆帶。由設計單位確定具體后澆帶施工要求,對于較長的墻、板等基礎性結構、主樓與裙房之間的高低層錯落處后澆帶的設置要科學合理。混凝土的早期養護強化非常重要。可以根據實際情況適當延長養護時間,當承重墻體等構件養護存在困難,應及時用濕潤的編織物覆蓋,以減少混凝土的收縮變形。溫度測控工作在大體積混凝土施工中是必要環節,根據測量的溫度,選擇合適的覆蓋物,減少構件內外溫度控制在合理的范圍內(25℃)。混凝土內部支撐物設置牢靠。正確綁扎鋼筋位置,科學設計保護層厚度,及時清潔鋼筋表面減少污染,構件抗裂性能也應在鋼筋代換時充分的考慮。
混凝土在房屋施工中大量應用,其自身特性導致的裂縫也普遍存在,但宏觀裂縫出現后會大大降低房屋的防滲功能,破壞鋼筋的保護層造成銹蝕,引起混凝土的提前老化,造成耐久性降低,并且對房屋承載能力及使用功能造成影響。因此要在嚴格按照國家規范標準,加強管理和監督,嚴格控制好各工序工作的前提下,認真研究、區別對待混凝土裂縫,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。
[1]胡貴全.探究房建工程中后澆帶施工技術的要點[J].世界華商經濟年鑒·城鄉建設,2013(4):57~58.
[2]鐘放平,楊美良.混凝土結構裂縫產生的原因、預防措施及治理方法[J].建設監理,2003(04):29~30.
[3]楊廣林.混凝土結構裂縫及其處理[J].科技資訊,2012(01):79~80.
TU755.7
A
1673-0038(2015)01-0058-02
2014-12-16
陳光仁(1962-),男,工程師,本科,主要從事建設工程管理專業。