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建筑工程中混凝土施工裂缝成因及控制措施分析

2020-10-21靳修云周墨

科学与财富 2020年8期
关键词:成因控制建筑施工

靳修云 周墨

摘 要:混凝土结构在施工和使用过程中不同程度的不同形式的裂缝将对混凝土结构构成潜在的威胁。混凝土结构的裂缝会使大气中的二氧化碳渗透到混凝土中,加速混凝土的碳化,使钢筋腐蚀的时间提前得多。如果混凝土出现裂缝,相应的化学介质、电化学反应,水分子就会相应地进入裂缝,在钢筋表面发生电化学反应,从而缩短钢筋的使用寿命。此外,可见的裂缝也会影响建筑物的外观和使用,造成不安全感。因此在建筑工程施工中需要特别注意裂缝,同时也应尽早发现裂缝,并尽可能提前进行科学的控制和预防。

关键词:建筑施工;裂缝;成因;控制

0.引言

混凝土以其材料简单、耐久性好、可成型、完整性好、维修成本低等优点,在各种建筑工程中得到广泛应用。裂缝控制技术是建筑施工中的热点问题之一.分析裂缝产生的原因是控制裂缝的基础,了解裂缝的形成机理,从而采取有效的控制措施。本文就施工中控制裂缝的有效措施进行了探讨。

1.建筑施工中裂缝成因分析

混凝土裂缝主要是指结构裂缝,尤其是指在浇筑混凝土板中出现的板缝、混凝土框架裂缝和混凝土剪力墙裂缝,这些都是混凝土结构中质量顽症。

1.1沉降作用产生的裂缝

砌体或高层建筑容易产生沉降裂缝。因为在这种建筑物的地基上,由于结构应力较大,容易产生不均匀沉降,容易产生裂缝。这种沉降裂缝往往长度很大,甚至可能发展到第二层。如果地基承载力突然发生变化,裂缝也会向下扩展,如果裂缝严重,会扩散到整个建筑物。造成这种情况的主要原因是没有采用适当的施工方法或设计不科学。

1.2收缩作用产生的裂缝

建筑物上经常出现收缩裂缝,这些裂缝主要是由于混凝土表面和混凝土在硬化过程中由于过量的水分凝结而产生的,会造成混凝土构件截面温差,导致混凝土构件截面干缩产生不均匀现象,从而在混凝土内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。此外,混凝土坍落程度对混凝土裂缝也会产生一定的影响。如果混凝土的坍塌程度较大,那么在实施振动工作时会产生砂浆层和水泥浮浆层,由于两层水泥的收缩较强,而混凝土在模压硬化过程中,水分的分布会使混凝土体积减小,从而在混凝土中产生裂缝。

1.3温度应力引起墙体裂缝

如果建筑结构不受任何因素的约束,并能随着周围温度的变化而变形,则建筑结构不会产生附加应力。事实上,建筑结构产生了额外的压力。从线膨胀系数的角度来看,在相同温差条件下,钢筋混凝土结构的变形远大于砖砌体的变形。因此,在建筑结构中,当周围环境温度变化时,由钢筋混凝土支撑的楼板(屋顶)和梁会与砖墙的收缩程度不同,这将导致这些连接相互作用,产生额外的应力,从而导致建筑结构出现裂缝和裂缝。

1.4施工过程中产生的裂缝

实施施工建筑中,工人的施工水平、机械的操作技术以及现场施工操作的进度等都会使得建筑上产生裂缝,称为施工裂缝。造成这种裂缝的原因有很多,主要有以下几个:没有按照规定设置管道、楼板的厚度未达要求、没有合理的养护混凝土、浇注混凝土的方法和顺序不对、混凝土强度不满足要求、没有妥善处理施工缝、钢筋在浇注之前变形就很大、过早的将混凝土的模板拆除掉、浇注混凝土的速度太快、钢筋的保护层过大、没有在现场进行有效的管理等等。

1.5钢筋锈蚀和冻胀产生的裂缝

建筑钢筋表面由混凝土保护,如果混凝土保护层质量较差或厚度较小,使钢筋受到二氧化碳或氯化物侵蚀,使钢筋周围的混凝土的ph值降低或氯离子含量偏高,从而破坏了钢筋表面的氧化膜。在氧气和水分参与作用下,钢筋中的铁离子发生锈蚀反应,使得钢筋的体积增大了2至4倍,因此混凝土将受到周围钢筋的锈胀力,导致钢筋混凝土产生纵向顺筋裂缝。另外由于钢筋锈蚀导致钢筋与混凝土的粘结力减弱,结构承载力减小,导致不同形式的裂缝产生。

冻胀是由于大气气温低于0℃时,混凝土中吸入了饱和的水被冻成冰,使得混凝土的体积膨胀9%,从而产生膨胀应力,于此同时,在微观结构中迁移和重分布的状态下,混凝土凝胶孔中的过冷水易引起渗透压,再次加大了混凝土的膨胀力,降低了混凝土的强度,从而导致裂缝的产生。受冻最严重时是混凝土初凝时,可使成形的混凝土强度降低30%至50%。

2.建筑施工裂缝的预防和控制措施

2.1设计过程中裂缝的预防和控制

1)对于温度裂缝,要想采取有效的措施防止其产生,就要在设计阶段着手预防。要尽量防止温差的产生,从而防止温度裂缝的产生。

2)在建筑中混凝土的强度越大产生收缩裂缝的可能性也就越大,而且这种裂缝还会随着时间的推移而逐渐变大。所以,在设计时尽量使用强度较低的混凝土,这样才能有效的预防裂缝产生。对建筑中比较容易产生裂缝的薄弱环节,应按照要求配置一定的构造钢筋。

3)在建筑设计中,我们应极力避免结构出现非承重性的裂缝。在刚度相差较大的支座上,不能支撑墙体和楼面,避免建筑物出现局部较大的消弱现象,降低建筑物的平面体量。

2.2施工过程中裂缝的预防和控制

1)通过有效的安排施工顺序,可以降低建筑物各构件之间的应力作用,进而避免混凝土早期裂缝的产生。

2)拌制混凝土时,应在满足混凝土强度要求的基础上,绝对用水量以及水泥的用量应尽可能降低。混凝土中的水泥石凝结硬化时,容易蒸发大量的水分。故降低混凝土拌合时的用水量,就可以降低混凝土的的水分蒸发量,进而降低混凝土的收缩。因此,拌合混凝土的用水量在施工过程中要严格控制,如果条件允许,可以添加减水剂等外加剂。

3)注重混凝土的养护;有关研究指出,若普通混凝土是在水中进行养护则可以有效避免收缩裂缝的产生。因此,在混凝土浇注结束以后,要尽快用草帘等进行覆盖并进行浇水养护。

2.3钢筋锈蚀和冻胀裂缝的处理措施

防止钢筋锈蚀,首先在设计时应根据规范来控制裂缝宽度。钢筋混凝土保护层的厚度不能太大也不能太小。厚度太大易减小构件截面的有效高度,受力时裂缝宽度会加大;厚度太小就不能具有保护钢筋的作用。其次,为防止氧气和二氧化碳的侵入,在建筑施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,确保混凝土的密实性;另外要严格控制含氯化物外加剂的用量,尤其是在沿海地区、有腐蚀性强的空气地区和有地下水的地区更应严格控制。

温度低于0℃和混凝土中被吸入了饱和的水是建筑发生冻胀裂缝的必要条件。因此在冬季施工时,为了保证混凝土在低温或负温的条件下正常硬化,通常采用暖棚法、蒸汽加热法、地下蓄热法、电气加热法养护;或在混凝土搅拌用水中加入不含氯的防冻剂防止冻胀。

3.结语

一个完整的建筑项目施工过程,设计、施工、监理、运营等各方面均有涉及,因此,设计的疏漏、施工的低劣、监管的不力,有可能造成施工裂缝的出现。因此,在进行的施工时,一定要重点注意,无论是建筑设计和建筑施工,一定要采取谨慎的态度,充分保障建筑施工的质量,进一步避免建筑裂缝的存在。

参考文献:

[1]徐國明.混凝土结构绑扎箍筋长度[j].建筑结构,2005,(10).

[2]王东海.水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法[j].山西建筑,2007,(16).

[3]杨国祥.浅谈建筑施工裂缝成因和对策[j].科学与财富,2012(3).

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