土建施工中混凝土裂缝成因及控制措施 罗延平

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:罗延平 潘航 陈科宇
[导读] 摘要:混凝土是土建施工常用的材料,其施工质量对土建工程有较大影响。
        中建八局西南公司  成都  610041
        摘要:混凝土是土建施工常用的材料,其施工质量对土建工程有较大影响。在混凝土施工中,材料、机械设备、施工工艺、施工环境等都会影响混凝土施工质量,极易导致混凝土结构发生裂缝。其不但会影响土建工程外观的美观性,而且会带来严重的安全威胁,需要采取科学合理的防控技术,才能更好地抑制裂缝,保证土建工程施工质量。基于此,开展土建施工中混凝土裂缝产生原因及其防控技术的分析研究就显得尤为必要。
        关键词:土建施工;混凝土;裂缝;成因;控制
        1工程概述
        某小区工程,共16层,地下2层,地上14层。其中地下两层为车库,其余均为住宅,总建筑面积为2万㎡。在施工过程中发现很多位置出现了大量不规则裂缝,影响施工质量。经过多方分析研究,论述了混凝土裂缝形成的原因,并从结构调整、配比材料质量、混凝土浇筑振捣、温度控制、改善约束、合理养护等方面同时入手,有效保证了施工质量,值得类似土建工程参考借鉴。
        2土建施工中混凝土裂缝产生原因
        2.1水化热引起的裂缝
        水泥是配制混凝土的主要原材料,但水泥遇水之后会发生水化反应,并释放出大量的热。案例工程施工中,混凝土用量比较多,混凝土结构断面厚度大,表面系数非常小,致使水化热不能及时散发,长时间聚集在混凝土内部,由于混凝土表面温度较低,就会产生一定温度差,形成温度应力。当温度应力超过混凝土结构的极限强度时,就会发生裂缝。
        2.2荷载引起的裂缝
        因施工荷载引起的裂缝成为荷载裂缝,主要分为两种,一种是直接应力裂缝,另一种次应力裂缝。其中前者是因为外部荷载引发的直接应力形成的裂缝,后者则是由外荷载引发的次生应力形成裂缝。在土建施工中,荷载裂缝主要出现在受拉区、受剪区或者振动比较严重的位置。如果受压区出现了沿着受压方向的短小裂缝,表明此时混凝土结构的承载力已经达到了极限,是混凝土结构发生破坏的前兆,引发此问题的主要原因是混凝土结构截面尺寸过小。
        2.3基础变形引起的裂缝
        在土建施工中,如果基础强度和承载力不足,在土建工程自重的作用下,会发生竖向不均匀沉降和水平方向的位移,从而导致混凝土结构发生了附加应力,一旦这种应力超过混凝土的极限抗拉强度,就会引起混凝土结构裂缝。
        2.4钢筋锈蚀引发的裂缝
        在土建施工中,如果混凝土质量不达标,或者保护层厚度不足,混凝土在二氧化碳的侵蚀下会发生碳化,降低钢筋周围混凝土的碱度。或者混凝土配制时选择了氯离子含量较大的水,混凝土浇筑之后,氯离子附着在钢筋表面,会破坏钢筋的氧化膜,水分、氧气等就会和钢筋发生化学反应,致使钢筋被锈蚀,形成氢氧化铁,氢氧化铁的体积是原钢筋体积的2~4倍,从而在周围形成膨胀应力,引发混凝土开裂、剥离,就会沿着钢筋布设的方向形成裂缝,破坏结构的稳定性。
        2.5冻胀引起的裂缝
        在冬季施工时,外界气温通常低于零度,吸水饱和的混凝土就会发生冰冻现象,致使游离的水结成冰,体积膨胀9%,混凝土的体积也随之膨大,形成膨胀应力。同时混凝土凝胶孔中的过冷水,会在微观结构中发生迁移,形成渗透压,促使混凝土的体积进一步膨胀,一旦膨胀应力超过混凝土的极限强度,就会发生裂缝。
        2.6混凝土材料质量和施工工艺引起的裂缝
        混凝土由水泥、水、粗骨料、细骨料、外加剂等共同组成,如果在混凝土配制中原材料质量自身就不合格,必然会形成裂缝。在混凝土施工中,如果施工工艺不合理,施工质量较低,会形成纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝等,裂缝宽度和长度因为产生原因的不同而有一定的差别。


        3土建施工混凝土裂缝防控技术
        3.1混凝土施工材料应符合标准
        在土建工程施工中,为更好地控制混凝土施工质量,避免发生裂缝,就必须对原材料的质量严格控制,在混凝土配制中既要选择高质量的材料,更要通过科学合理的配比试验,确定最佳的配合比。
        在混凝土施工中,配合比对施工质量的影响非常大,如果配比不达标,混凝土施工质量就无法满足土建工程施工要求。在确定配合比时,要先保证混凝土的强度等级、性能等指标符合要求。在满足混凝土泵送的基础上,尽量降低水泥用量,减少水灰比。
        3.2合理选择浇筑方法和振捣方式
        混凝土浇筑方法和振捣方式的选择是否合理,直接关系到整个混凝土工程的施工质量,本工程在混凝土施工中混凝土浇筑采用自然流淌、水平分层、斜向分段和持续推进的方法。分层浇筑时,每层厚度控制在20cm以下,上下两层混凝土浇筑时的时间间隔不能超过混凝土初凝时间,以免浇筑间隔时间过长引发裂缝。在混凝土施工中,还要高度重视外界气候变化情况,尽量避免在恶劣天气施工。
        为保证混凝土浇筑的密实性,本工程混凝土振捣选择了三道振捣法,其中第一道是混凝土坡角振捣;第二道是混凝土的坡中间振捣;第三道是混凝土的坡顶振捣,只有三道振捣都达标之后,才能提升混凝土结构的密实度。在振捣时振捣棒要插入下层混凝土15cm~20cm之间,并严格控制振捣时间,保证上下两层混凝土能够形成一个整体。振捣棒的移动距离要控制在40cm左右,按照快插慢拔进行充分振捣。振动密实度达到要求之后,用刮杠刮平混凝土,再撒上5mm~25mm厚碎石,在混凝土终凝之前用木抹搓平。
        3.3加强对温度的控制力度
        在土建工程施工中可用于控制混凝土的温度比较多,在本工程施工中,通过改善骨料级配的方法来控制混凝土施工温度,避免温度过高。选择干硬性混凝土,加入适量的混合料,降低水泥用量,控制水化热。此外,在混凝土拌和过程中,通过冷水对碎石进行降温处理,以降低混凝土的浇筑问题。在浇筑时,通过合理控制混凝土浇筑厚度、埋设水管,通入冷却水等方面也可能有效降低混凝土温度。
        3.4合理改善约束条件
        在土建工程混凝土施工中,如果混凝土的温度大于外界气温,需要严格把控拆模时间,避免拆模过早导致混凝土表面出现早期裂缝。尤其是在混凝土浇筑时,水化热散发时会形成较大的表面拉应力,从而形成裂缝,这就需要选择科学合理的方法来改善约束条件。若拆模过早,混凝土表面温度会快速降低,形成较大的温度差,和水化热应力相互叠加之后,就会出现裂缝,从而降低混凝土的性能。为提升模板使用率,要求新浇筑的混凝土尽量尽早拆模,并在混凝土表面覆盖一层保温材料,控制混凝土内外温度差。
        3.5开展科学合理的养护
        养护是防控混凝土裂缝的主要举措,科学合理的养护能够为混凝土硬化营造湿润环境,避免表面水分散失过快形成裂缝。在土建工程施工中,屋面板的表体比较大,高度大,风速大,水分散失快。在养护期间内要按照外界气温变化情况,合理调整洒水量和洒水处理,为混凝土固化提供良好的环境,避免发生裂缝。
        结语
        综上所述,本文结合工程实例,分析了土建施工中混凝土裂缝产生原因及其防控技术,分析结果表明,在土建工程施工中,影响混凝土裂缝的因素比较多。为了更好地提升施工质量,控制混凝土裂缝,需要结合土建工程的实际情况,从结构调整、配比材料质量、混凝土浇筑振捣、温度控制、改善约束、合理养护等方面同时入手,才能抑制混凝土裂缝发生,保证施工质量。
        参考文献:
        [1]曾欣,陈琦.港口码头施工中混凝土裂缝产生的原因及防范对策[J].河南建材,2018(3):187-188.
        [2]张瑾.混凝土裂缝的产生原因及其防控措施探讨[J].建材发展导向,2019,17(10):134.
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