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摘要:近30年来,我国国民经济持续高速发展,城市基础设施建设的规模也不断扩大,混凝土结构凭借其用料省、施工快、耐久性好等优点,已经成为建筑工程的主要结构形式。据统计,现在我国每年工程建设用钢筋超过1亿t,混凝土20亿m3,约占世界总量的一半,至2009年我国混凝土用量已达每人每年5.5t的水平。但是,随着混凝土结构的大量应用,其自身存在的一些问题也逐渐暴露出来,其中最为明显的当属裂缝问题。给排水构筑物对裂缝尤为敏感,裂缝的存在不仅影响构筑物的美观,更重要的是威胁到构筑物的安全,尤其在腐蚀性环境下,裂缝会导致腐蚀介质进入结构内部,对钢筋进行锈蚀,因此水工结构的裂缝控制问题成为构筑物能否正常使用、能否满足耐久性要求所面对的主要问题。
关键词:给排水;混凝土工程;裂缝成因;防治措施
1裂缝的产生
1.1内部条件
从混凝土的内部组成来看,它是由粗骨料、细骨料和水泥浆构成的。细骨料和水泥浆又组成砂浆,将粗骨料粘结起来。混凝土是一种非均匀的多向水硬化介质材料,在水硬化过程中,由于水分子和气体的蒸发、迁移,使混凝土内部形成各种形状的孔隙。混凝土在硬结后,水泥浆中已水化部分、未水化部分的水泥颗粒及空气和水等所占的比重随龄期而变化,未水化部分逐渐减小而水化部分逐渐增多。水化的水泥浆由针状和页片状纤维组成,纤维不是实心的,而是微管状,所以水泥浆中孔隙率很高,达到30%左右。另外,混凝土在施工期间由于水化热和质量不均匀等原因,也产生和造成了细微裂缝和微孔隙,在外荷载和温度变化等因素的作用下,部分微裂缝和孔隙将会扩展并且汇集成核,连通形成宏观裂隙,导致混凝土力学性能的改变和寿命下降。混凝土作为一种复合型建筑材料,本身具有不连续性,所以这是裂缝存在的必然性。
从混凝土材料的微观结构上看,是多种相态、多种物质构成的复合体,同时由于搅拌、运输、泵送、振捣等引起混凝土拌合物的离析、泌水现象,混凝土中各种相态、各种物质的分布完全可能是不均匀的。因此,混凝土结构自浇筑成型后就存在裂缝。混凝土内部骨料与水泥之间由于变形不一致积聚的拉应力,是导致裂缝的内部条件。
1.2外部原因。
形成可见裂缝的外部原因有很多,从技术层面分析有以下几个方面:
a.设计不当
混凝土结构由于刚度不均匀,薄弱处未进行加固引起裂缝;混凝土结构由于地基不均匀沉降,引起的裂缝甚至断裂。混凝土结构超长,变形缝设计不当,引起裂缝;受力敏感部位未采取构造措施,导致应力集中产生裂缝;配筋方式不当导致裂缝;保护层厚度过厚或二次浇筑部分未配置构造钢筋等。
b.材料缺陷
包括混凝土材料质量不过关等因素。
c.施工不当
施工中搅拌、运输、浇筑时混凝土不均匀,养护时间不足,强度较低时就进行施工,表面未及时进行二次振捣或压抹等。
d.使用不当
使用过程中的超载、使用功能以及设计功能不符等等所产生的裂缝。
e.防腐不当
无防腐蚀保护或保护失效时腐蚀性介质对混凝土本身的腐蚀,对混凝土内部钢筋的腐蚀导致承载力下降,裂缝进一步扩展,腐蚀进一步增加的恶性循环。
2混凝土结构裂缝的影响
混凝土的裂缝始终困扰着建筑单位,成为一个难题,对于给排水构筑物来说,裂缝问题尤其敏感:产生的裂缝以后,在外观上看影响美感,从使用角度来看裂缝的存在影响到了混凝土的可靠性、影响到混凝土构筑物的安全,如果环境属于腐蚀性,就会造成非常大的危害。腐蚀介质进入结构内部,对钢筋产生锈蚀,影响钢筋的性能,导致构筑物不能够正常使用和发挥功能。如不得到及时的控制,构筑物则不能正常使用,工程质量得不到保证。二、给排水混凝土裂缝形成的原因分析混凝土产生裂缝,原因有很多种,比如原材料质量不佳、构件本身的物理化学性能差、施工环境条件不好、施工管理不当,施工技术没有发挥好以及自然环境等等,不一而足,下面我们逐做例举。
2.1原材料质量原因
建筑物的材料如果使用不当,或者水泥和粗细骨料的配比不合理,或者说材料的本身的品质不符合要求,这都容易产生裂缝。在施工中我们发现,有些骨料和水泥含有有害的物质,豆腐渣工程的出现,很多情况都是由于材料的不合格,或者添加剂使用欠妥、酸碱物质相互反应以及钢筋结构的性能限制等,这些皆容易导致混凝土产生裂缝。因此,工程质量选料第一。
2.2施工设计失当
施工当中也经常存在一些搅拌和运输方面的失误,浇筑过程中,经常由于混凝土不均匀,加之缺乏养护,仓促施工,这些都会造成混凝土裂缝。有时二次振捣遗忘,或者压抹力度不够,这些都必然产生质量问题;还有,地址报告数据、钻探勘测数据如果有偏差,就会造成错误的设计和错误的施工,以致造成混凝土的裂缝,比如混凝土产生了垂直裂缝的原因,经过勘察,发现地质报告失误,因而造成了地基下沉,之后产生了应力裂缝。
2.3地基变形
地基在上部荷载作用下,岩土体被压缩而产生的相应变形,这是混凝土结构出现裂缝最重要的一个原因。荷载的大小,决定裂缝的大小,裂缝有的时候是贯穿性的,这是由于地基变形的应力较大造成。
3给排水混凝土构筑物裂缝的防治
3.1严格检查混凝土原材料的质量
材料低劣,质量必然下降,难以达到要求。在混凝土施工中,对原材料质量严格把关,这是保证混凝土质量的一个前提。首先要选择名牌产品与正规厂家的产品,对原材料质量谨慎检验,凡不符合施工要求的原材料,一切沙石、水泥拒绝进入施工场地。一定未雨绸缪,给排水混凝土的质量有一个坚实的保证。
3.2对混凝土中砂石的含泥量严格把关
沙石等材料具有一定的变异性,含泥量大于2%的碎石,以及含泥量大于3%的砂子,都在集料表面形成包裹层,形成包裹层以后,难以与水泥粘结在一起,同时也会增加搅拌的水量,从对混凝土质量产生严重的影响。
3.3对骨料含水量严格把关
选择与水泥粘结性较强的集料,保证混凝土的级配,提高混凝土的合易性,选择强度较大的混凝土,对碎石颗粒含量严格把关。在施工过程当中,根据经验,我们在混凝土材料里面使用优质的粉煤灰,或者高效的减水剂,这样能增强混凝土材料的抗离析能力、抗渗性、和易性和可泵性,如此漏水现象就会相对减少,从而降低混凝土裂缝问题出现。
3.4控制混凝土施工
近距离运输混凝土,快速的将合格的搅拌好的混凝土送达,保证混凝土的强度。
3.5做好在混凝土成型过程中的养护工作
在混凝土凝固的过程中,必须要进行浇水养护,因为混凝土成型时会产生热量,浇水会降低温度,缩小混凝土产生裂缝的几率。首先要降低温差,在混凝土上,覆盖保温材料,然后再进行浇水作业,严防混凝土温度突然的发生变化,从而对混凝土的强度失去保证;减低温差可以缓冲混凝土材料的干裂,一般而言,我们必须在一日之内对混凝土进行养护,超过24个小时以后,就错过了最佳的养护时期,而在这个工作日之内,又分为几个时期:在最早的八个小时左右,需要通过胶水降低混凝土的温度,而后的十几个小时之内,则相对应的降低浇水量,不要让水分产生过多,否则,混凝土在释放热量过程中,容易形成气泡。
3.6混凝土的搅拌
现在的工程都采用混凝土搅拌站进行统一搅拌,这样混凝土的比例能得到非常正确的把握。在确定比例时,设计人员要严格地进行考察,根据实际情况认真配比比例,确定比例以后,务必搅拌均匀,让所有的砂石颜色相同,使石子的表面包满砂浆,在使用添加剂之前,一定要将添加剂调成溶液,然后再和其他的材料一起搅拌均匀相称。
4结语
混凝土的裂缝,一直是施工人员头疼的问题,影响着混凝土的施工质量。凡事要防患于未然,不能在事后补救。因之,一定要在施工之前,有针对性的采取预防性的措施,让工程结构尽量避免出现裂缝,尤其是出现有害裂缝的出现,以确保工程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术,2015(5).
[2]徐有邻,顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].中国建筑工业出版社,2016(9).