建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与对策分析 郝凯军

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/11/11来源:《基层建设》2019年第22期文/郝凯军
[导读]摘要:当前我国建筑工程多以混凝土结构为主。然而受到各种条件的影响,混凝土结构出现裂缝以及裂缝的预防和处理成为摆在建筑施工环节的重要问题,值得深入探讨。

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        摘要:当前我国建筑工程多以混凝土结构为主。然而受到各种条件的影响,混凝土结构出现裂缝以及裂缝的预防和处理成为摆在建筑施工环节的重要问题,值得深入探讨。
        关键词:建筑施工;混凝土裂缝;成因;防止措施;重要部位施工
        引言
        裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节,通过改善混凝土的质量并采取有效的浇筑后的防治措施,混凝土的裂缝现象是可以避免的。
        一、混凝土裂缝形成的主要原因
        混凝土产生裂缝的原因极为复杂,但主要有荷载作用引起的裂缝和非荷载因素引起的裂缝两大类。
        (一)荷载作用引起的裂缝
        一般钢筋混凝土结构,在使用荷载的作用下,截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。
        (二)非荷载因素引起的裂缝
        钢筋混凝土结构的构件除了由荷载作用引起裂缝外,很多非荷载因素,例如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、塑性坍塌、冰冻、钢筋锈蚀以及碱-骨料化学反应等都有可能引起裂缝。现主要介绍由温度变、化收缩变形、碱-骨料化学变化引起的裂缝。
        1.温度变化。一是混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中,由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热,造成混凝土构件内外部温差较大,膨胀不一致,混凝土表面产生拉应力,内部产生压应力,当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生的裂缝。二是若施工中过早拆模板或冬季施工,构件表面温度不均匀,就会产生温度收缩,这种收缩会受内部混凝土的约束,在混凝土表面就产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定成度,超过混凝土拉应力时,混凝土表面就形成了裂缝。三是由于施工中人为因素引起的温度变化如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入贯穿裂缝,这种裂缝危害性极大。
        2.收缩变形。混凝土在空气中结硬时体积要缩小,产生收缩变形,这种变形不同成度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件,混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。另外在配筋较高的构件种,即使边界没有约束,由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,有可能引起构件产生局部裂缝。
        3.碱-骨料化学反应引起的裂缝。当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时),或受到含可溶性硫酸盐的水作用时,反应生成物遇水可产生膨胀,但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力,会破坏其内部结构,并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结,形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物,由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大,而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土种,这类侵蚀破坏大多属于表面性的。
        二、裂缝的处理策略
        (一)施工中预防裂缝的方法
        1.预防材料质量引起的裂缝。材料的选择,对预防裂缝的开展有着重要的意义,为了防止材料质量引起的裂缝,主要需做到以下几点:(1)严格控制砂石含泥量。当含泥量超过规定时,在降低混凝土的强度和抗渗性的同时,还使混凝土干燥时产生网状裂缝。(2)严格遵循砂石的级配要求。级配差时,易引起混凝土构件侧面开裂。(3)采用符合要求的水泥品种,尽量选用高强度的水泥,减少水泥用量,降低混凝土发热量,对大体积混凝土,首选低热的硅酸盐水泥或矿渣水泥。(4)采用低泥性硅化物质的骨料。因为硅化物质与混凝土的碱性物质相遇,在水的作用下,硅化物生成膨胀的胶质会引起构件的爆裂状裂缝。(5)严格控制拌合用水中氯离子的含量,以免引起钢筋锈蚀而降低构件的刚度。(6)外加剂选用应遵循减小混凝土收缩变形的原则,如采用低碱性的减水剂等。
        2.预防材料吊卸堆放引起的裂缝。必须等已浇筑的结构混凝土强度达到规定值后,才可在其上面进行钢筋、模板、设备的堆放。吊装材料时,应轻堆轻放,分散均匀布置。尽量少堆放在大开间楼面上。
        3.预防温度裂缝。温度裂缝的形成,除了材料质量因素外,此处主要从施工方法和技术上进行分析。对超长结构,预防混凝土裂缝的措施有:(1)加强混凝土的养护,特别是在极端环境下,应采用有效的养护方法。如在高温环境时,在结构表面采用蓄水养护或覆盖薄膜(草席)洒水养护,养护时间不宜少于14d。(2)设置施工后浇带。(3)设置温度伸缩缝。(4)设置无缝膨胀加强带。由于建筑功能和工程进度要求,无法设置变形缝和后浇带时,在结构温度应力集中的区域设置膨胀加强带。
        4.预防建筑平立面不规则引起的裂缝。由于建筑师或开发商的要求,无法从设计上改变平立面不规则布局时,在施工中,应特别注意加强平面上凸出部位转角位置楼面的施工质量,为防止转角位置出现裂缝,应添加足够数量的抗裂钢筋;对由于立面不规则造成上下部楼层刚度突变,在水平荷载的作用下,刚度突变处上下楼层将出现应力集中,同样应在施工中对这些楼层采取加强措施,如楼板设置双层双向钢筋。特别要保证施工质量,防止楼板支座上部钢筋移位下沉,在浇筑混凝土之前应由专人进行检查。
        5.预防不均匀沉降引起的裂缝。由于建筑各部位的高度和使用功能的不同,像大底盘多塔楼结构,容易在使用功能不同或高低塔楼相关部位(未设置沉降缝时)产生裂缝,特别是地质条件差异较大时更易出现。预防措施主要有:(1)设置沉降缝。(2)调整施工顺序,先施工塔楼,待塔楼的沉降量趋于稳定时,再施工裙楼部分,可以减少不均匀沉降裂缝的产生。
        6.预防钢筋锈蚀引起的裂缝。施工中,应控制混凝土保护层的厚度,不宜过薄或过厚。过薄容易在拉应力的作用下开裂,在空气中H2O和CO2的共同参与下,将引起钢筋锈蚀。过厚,不能充分发挥钢筋的受力性能,引起构件承载力的下降。所以在布置钢筋及模板定位时应准确无误。
        (二)裂缝的常见补救方法
        1.化学灌浆法。化学灌浆法是采用一种化学灌浆料来解决混凝土中贯通的线型渗、漏的裂缝。堵漏时要采取化学灌浆料与快速凝结水泥和无收缩水泥砂浆配合使用,才能真正达到堵漏效果。
        2.表面处理法。包括表面涂抹法和表面贴补法。表面涂抹法适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝、麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
        3.填充法。用修补材料直接填充裂缝,适应于修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。
        4.结构补强法。因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻芯取样试验、压水试验、压气试验等。通过对混凝土结构裂缝产生的原因进行分析,以上从施工预防和事后处理两方面较完整地提出了预防裂缝产生的具体方法及对已存在的混凝土裂缝的处理措施,对指导实际工程具有较强的参考意义。
        三、结束语
        综上所述,混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大,严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关,做好混凝土早期养护及其预防发生的措施,把混凝土的裂缝减少到最低限度,以避免危害结构的裂缝的产生。
        参考文献
        [1]张荣建,李静冉.建筑施工中混凝土裂缝的预防及处理[J].技术与市场,2011(8).
        [2]王晓雯.建筑工程施工中混凝土裂缝成因及其控制措施[J].中华建设,2011(8).