广东省红岭集团有限公司 许友凇

工民建混凝土中裂缝产生的原因及对策

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随着钢筋混凝土材料性能的完善,混凝土材料在工业厂房、民用住宅等建筑中的应用日益广泛,得到了广大用户和建筑市场的认可。但由于材料、设计、施工等原因,个别建筑工程中出现了混凝土结构开裂的问题,给施工质量造成了影响。本文针对混凝土裂缝的产生现象分析其原因,探讨控制和处理的对策,确保混凝土建筑的安全可靠。

混凝土裂缝材料设计施工措施

当前工民建工程应用中,钢筋混凝土的材料性能日益完善,结构施工水平不断提高,人们对混凝土材料的依赖性不断增长。但也有许多建筑中出现了混凝土结构的裂缝,使人们注意到这一材料某种程度上的缺陷和薄弱,进而引起了整个建筑行业的关注和重视。为了预防并控制混凝土结构的有害裂缝产生,从工程施工的材料、结构、工艺入手,分析混凝土开裂原因,并针对问题所在积极提出应对策略,是建筑工程中要及时加以解决的重要课题。

一、混凝土裂缝产生原因分析

混凝土建筑产生裂缝包括两个方面,一是结构受到外部冲击或直接应力造成的破坏性开裂,出现概率较低。二是结构受到外界环境因素变化影响导致的变形错位,使局部出现缝隙。我们主要从材料、设计、施工等方面对后者的产生来源进行探索。

1.材料本身原因

通常硅酸盐混凝土的抗压强度较强,但抗拉强度稍差。建筑上常用的钢筋混凝土通过钢筋的固结作用,提高了材料整体的抗拉强度,对抗外部受力,但它不能解决由于内部成分变化导致的混凝土收缩。因此混凝土内部过度收缩,是引起开裂的原因之一。

(1)混凝土的收缩机理取决于水泥干燥收缩的变化,当材料内部含水量降低,引起水泥自干燥时,结构中部水分的缺失会导致负压产生,引起混凝土向内部塌陷。高标号水泥的表现尤为显著,由于干燥变形导致的裂缝是较为普遍的现象。

(2)混凝土中水泥、骨料等材料的含量比例失调,掺和材料的粉粒度过高,都会导致混凝土体积稳定性越差,收缩变形严重,收缩应力加大。在受到外界温度变化影响时,会产生超过许用极限的收缩变形,导致结构裂缝。

(3)当前混凝土中水泥和含砂量均有所提高,同时还要添加减水剂、促凝剂、缓凝剂、微膨胀剂等调节混凝土凝结速度和收缩时间的辅料。这些添加剂的加入量不恰当会直接影响混凝土的质量均匀性,导致不稳定,出现局部开裂。

2.结构设计漏洞

目前人们对建筑结构的设计原则中,往往比较重视建筑功能的实现,对结构设计合理性、材料变形协调、应力集中薄弱点等问题的忽视,导致了设计时计算准则的偏差,为今后建筑物的安全使用埋下了隐患。

结构设计时应当充分考虑结构模型符合实际工程需要,采取科学合理的结构选型,保证结构构件的裂缝宽度小于标准规范要求的最高等级。对于设计规范中对荷载裂缝的允许宽度限制条款中,仅仅考虑结构安全的预留缝隙而忽视使用变形产生的开裂,也是结构裂缝发生增多的原因之一。

3.施工过程因素

施工过程对裂缝的控制体现在充分尊重设计方案,参照结构计算规定,遵循施工规范操作。若施工单位未能领会设计意图,擅自修改方案,或违规操作,也会导致建筑结构不符合设计要求,其性能安全无法保障。

(1)施工工序混乱,违反建筑工程规范标准,导致混凝土结构安装强度减弱,不能承载设计负荷。

(2)为节省材料成本,擅自减少混凝土和钢筋使用量,对应当采取加强措施或补充配置的部分不予作为,造成结构强度不足,安全性下降。

(3)在施工操作中,违反规范工艺,选择错误条件,如在不适当的天气环境下进行施工,未按照要求对浇注混凝土进行养护等行为,也可能导致材料质量达不到要求,收缩开裂。

二、对混凝土裂缝控制和弥补的措施

从建筑混凝土结构裂缝产生的原因来看,只有相应地从材料、设计、施工等多方面来加以预防和控制,严把各个环节,加强质量管理,对施工过程严格要求,合理选择后期处理手段,才能有效地将工程安全风险降到最低。

(1)要确保选用商品混凝土的材料选型正确,尽量选用收缩量小均匀稳定的标号,明确强度等级,准确调整水泥、骨料、粉粒和添加剂的配比,保证混凝土中各种材料符合国家标准要求,且比例恰当。注意避免采购与使用过程中杂质的混入,并控制混凝土搅拌过程中的规范操作,从原材料角度使浇注质量能够得到保障。

(2)设计方案要求考虑周全,对结构设计采取合理的配置,注意薄弱环节的加强措施。严格遵守设计规范,在满足建筑性能要求的前提下保证结构质量安全可靠。对平板布局要求规则,减少凹凸及变形位置,尽量避免应力集中。保证钢筋配备密度、混凝土厚度、浇筑强度等,力求设计高于应用极限,能够满足长期应用需求。在结构布局中安排设置恰当的收缩缝隙,考虑到气候和温湿度变化导致的变形缓冲量。

(3)施工中应严格执行国家安全规范标准,参照设计图纸进行,控制施工条件、时间、动作的正规完备,对工程做到有效监督,切实管理。

①严格控制混凝土施工的每个环节,尽量避免人为因素对混凝土施工质量的影响。杜绝偷工减料、篡改设计等行为,保证施工工作与设计方案结合紧密,实施准确。

②严格控制混凝土使用前的调和比例,使搅拌灌料等操作符合规范。

③浇筑之前对基层和模板预先进行喷水处理,使其均匀覆水,湿度恰当,适合浇筑操作进行。

④混凝土浇灌后要注意养护,最好派专人执行,控制覆盖保护膜的时间,保持混凝土最终凝固前的表面湿润。在高温和大风等恶劣天气出现时,要设置遮阳挡风设施,调整空气温度和湿度变化,防止蒸发太快导致混凝土变形的拉应力。

(4)对裂缝的补救处理

建筑混凝土的裂缝中,非结构裂缝不影响承载能力,但影响结构的耐久性。对裂缝进行处理前,要首先判断其危害性,是否影响结构安全和使用功能,对有害建筑质量的裂缝及时加以处理。发现裂缝产生后,要根据实际情况分析裂缝的危害,进行静载试验等手段判断补救对策,选择不同的弥补措施。对于严重威胁建筑安全质量的开裂现象,有必要将结构局部推倒重来,重新浇灌混凝土,防止不可估量的后果。对于已经稳定或发展趋势不大,且对质量安全影响有限的裂缝,可以采取表面磨平、填充灌浆、结构补强等方法进行后期补救,必要时还可以增设钢筋网、辐射加强结构板等,尽可能实现建筑结构的安全稳定。

随着城市建设工程的增多,以及混凝土在工民建工程建筑应用中的普及,针对混凝土裂缝问题引发的安全隐患,要深入分析原因,积极探讨预防、处理、控制、改善等有效措施,从建设施工各个环节对症下药,采取合理手段,提高技术水平,加强责任意识,使建筑质量安全可靠,为城市建设提供有力保障。

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