论文部分内容阅读
【摘 要】 在科学技术发展的今天，混凝土结构已成为我国土木工程建设结构的主导方向。在建筑工程结构施工的过程中混凝土结构普遍存在裂缝的问题，裂缝问题即使不会造成建筑物倒塌或组件损坏，会对建筑物整体的抗压功能以及构件的刚度产生影响，还将涉及建筑本身是美丽的。下面对建筑钢筋混凝土开裂的原因，并从材料、设计、施工，分析了混凝土裂缝的控制措施。
【关键词】 建筑工程；混凝土工程；裂缝；防治与控制
【中图分类号】 TU528 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）06-011-02
随着施工建设中使用混凝土的比例越来越高，尤其是在现代的建筑施工当中混凝土是不可或缺的重要建筑材料，但是在工程的施工当中使用的混凝土由于温度所造成的裂缝问题普遍存在，给施工质量与建筑物使用上造成了比较严重的安全问题。因此，对于在工程使用混凝土过程中造成裂缝问题成因进行研究与预防是极有必要的，并且还会根据长期的施工经验对施工当时材料与操作方法等多个方面提出了有效控制混凝土裂缝的现象对于工程的安全进行保证工程质量有着重大意义。
1 混凝土裂缝成因与分析
2.1 混凝土本身的影响。混凝土本身的影响主要是由于水泥的水化温度过高造成的，在建筑施工当中进行浇注余震到工作完成之后，在水泥水化的过程中会产生出热量，这些热量会在水泥结构内部聚集且不易消散，会引起内部的温度聚集升高，在施工中的混凝土内部温度一般是摄氏20～30度左右还会更高。建筑为内的混凝土结构中在一个自内而外的自然散热环境下，根据实际情况混凝土施工当中的内部最高温基本上都是发生在混凝土施工过程中最初的三到五天。随着出厂日期的不断增加，会增加混凝土内部的弹性模量，会对内部混凝土的降温效果收缩约束产生大的影响，就导致产生了较大的拉力效应，如果混凝土的凝聚力不足的时候这种拉力效应就会导致混凝土由于温度问题产生裂缝。
2.2 导致混凝土变性收缩的原因。在混凝土施工中产生的裂缝原因有许多其中就包括混凝土的变形收缩。在搅拌混凝土的过程当中所需要的搅拌用水要比让水泥水化的用水量要多出许多。在搅拌过程中的百分之二十的用水就足以使水泥水化，剩下的水都会被蒸发。水分蒸发之后，引起混凝土收缩，当收缩受到约束时，则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时，则裂缝随之产生。
2.3 外部环境的影响因素。施工过程中混凝土结构，外界气温的变化，以防止混凝土裂缝产生重大影响。环境温度越高，越高的混凝土浇筑温度。如果外界温度下降，降温将增加，特别是在外面的温度骤降率的混凝土，它会增加混凝土和混凝土内部温度的外层，然后在混凝土裂缝非常糟糕。
2 控制和防止裂缝的措施
其一温控措施及施工现场控制：①温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，在温度较高的季节，采用计算机仿真技术进行动态预测，能原材料和粗骨料进行覆盖以及采用降温冷却等方法，对混凝土施工期温度场和温差进行控制，削弱混凝土内部的最高温度，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。②混凝土浇筑方案。在混凝土浇筑前应详细计算浇筑次序，前后浇筑的的时间差，在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管，控制混凝土温度，并适当增加混凝土的浇筑厚度来增加混凝土的强度等级。在施工中加强对振捣棒的振动，增加钢筋和混凝土的握裹，使钢筋充分约束住混凝土，增加混凝土的均匀性和密实性。尽可能合理科学的安排好现场协调组织管理，安排好各工种交叉作业时间，要有充足的人力、物力。设计人员应深入施工现场，依据现场的具体情况调整施工配合比，协调现场做好各项工作，保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，控制砂、骨料的含量和水泥的配比度，正确掌握混凝土的空隙率和收缩量，增加混凝土的抗裂强度。③混凝土温度监测。在养护过程中，应采用科学的方法时时监测混凝土的温度，控制混凝土内部的温差，可用为研究调整控温措施的依据。湿凝土在养护过程，应提高养护环境温度，有利于缓解降温速度，减少温度应力，防止混凝土出现温度裂缝。④通水冷却。为减轻混凝土内部温度，可采用埋设冷却管的方法或在内部埋设应变计等方法，在埋设冷却管时要注意管道的通畅，所以在使用前要进行试不试验，时时监测冷却水管进水流量及温度。其二原材料的质量控制。混凝土使用的水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等严把工程材料的质量关，不能因工程施工中赶工期，把不合格的材料用到混凝土施工中，监管人员严格控制采料、用料关，对一切不符合标准的材料一律不许进施工现场。在原材料上不为工程的质量安全留下隐患。其三由于天气干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝。分别采用加强混凝土结硬化过程的自然养护、蓄热养护，采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡，预留温度伸缩缝等措施修补。受冻严重的构件，有的要拆除，有的要加固后方可使用。
3 对因使用及环境条件变化而产生的裂缝，要依据不同性质采用不同的防治措施
3.1 因多次冻融而产生的裂缝，除对已形成缺陷和损坏的部分予以补强或加固外，宜添加对受冻混凝土构件的保温措施。
3.2 因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷损伤，除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外，应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护。
3.3 因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防；对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。
3.4 混凝土的早期养护。实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到2个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
4 常见裂缝处理途径
①表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法，当混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理，同时整体面层内宜配置双向钢丝网。②混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿，然后涂刷结合层，最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。③结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：在构件上外包型钢、粘贴钢板加固；在构件上增设支撑点加固；在构件上施加预应力加固等。
总之，建筑工程中混凝土裂缝种类较多，它的出现不仅会影响建筑物的外观，还会影响建筑物的使用功能和耐久性，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全，因此要根据不同的部位、形态以及严重程度对混凝土裂缝进行认真分析，采用合理的方法进行处理，才能保证建筑物和构件安全、稳定的工作。
【关键词】 建筑工程；混凝土工程；裂缝；防治与控制
【中图分类号】 TU528 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）06-011-02
随着施工建设中使用混凝土的比例越来越高，尤其是在现代的建筑施工当中混凝土是不可或缺的重要建筑材料，但是在工程的施工当中使用的混凝土由于温度所造成的裂缝问题普遍存在，给施工质量与建筑物使用上造成了比较严重的安全问题。因此，对于在工程使用混凝土过程中造成裂缝问题成因进行研究与预防是极有必要的，并且还会根据长期的施工经验对施工当时材料与操作方法等多个方面提出了有效控制混凝土裂缝的现象对于工程的安全进行保证工程质量有着重大意义。
1 混凝土裂缝成因与分析
2.1 混凝土本身的影响。混凝土本身的影响主要是由于水泥的水化温度过高造成的，在建筑施工当中进行浇注余震到工作完成之后，在水泥水化的过程中会产生出热量，这些热量会在水泥结构内部聚集且不易消散，会引起内部的温度聚集升高，在施工中的混凝土内部温度一般是摄氏20～30度左右还会更高。建筑为内的混凝土结构中在一个自内而外的自然散热环境下，根据实际情况混凝土施工当中的内部最高温基本上都是发生在混凝土施工过程中最初的三到五天。随着出厂日期的不断增加，会增加混凝土内部的弹性模量，会对内部混凝土的降温效果收缩约束产生大的影响，就导致产生了较大的拉力效应，如果混凝土的凝聚力不足的时候这种拉力效应就会导致混凝土由于温度问题产生裂缝。
2.2 导致混凝土变性收缩的原因。在混凝土施工中产生的裂缝原因有许多其中就包括混凝土的变形收缩。在搅拌混凝土的过程当中所需要的搅拌用水要比让水泥水化的用水量要多出许多。在搅拌过程中的百分之二十的用水就足以使水泥水化，剩下的水都会被蒸发。水分蒸发之后，引起混凝土收缩，当收缩受到约束时，则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时，则裂缝随之产生。
2.3 外部环境的影响因素。施工过程中混凝土结构，外界气温的变化，以防止混凝土裂缝产生重大影响。环境温度越高，越高的混凝土浇筑温度。如果外界温度下降，降温将增加，特别是在外面的温度骤降率的混凝土，它会增加混凝土和混凝土内部温度的外层，然后在混凝土裂缝非常糟糕。
2 控制和防止裂缝的措施
其一温控措施及施工现场控制：①温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，在温度较高的季节，采用计算机仿真技术进行动态预测，能原材料和粗骨料进行覆盖以及采用降温冷却等方法，对混凝土施工期温度场和温差进行控制，削弱混凝土内部的最高温度，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。②混凝土浇筑方案。在混凝土浇筑前应详细计算浇筑次序，前后浇筑的的时间差，在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管，控制混凝土温度，并适当增加混凝土的浇筑厚度来增加混凝土的强度等级。在施工中加强对振捣棒的振动，增加钢筋和混凝土的握裹，使钢筋充分约束住混凝土，增加混凝土的均匀性和密实性。尽可能合理科学的安排好现场协调组织管理，安排好各工种交叉作业时间，要有充足的人力、物力。设计人员应深入施工现场，依据现场的具体情况调整施工配合比，协调现场做好各项工作，保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，控制砂、骨料的含量和水泥的配比度，正确掌握混凝土的空隙率和收缩量，增加混凝土的抗裂强度。③混凝土温度监测。在养护过程中，应采用科学的方法时时监测混凝土的温度，控制混凝土内部的温差，可用为研究调整控温措施的依据。湿凝土在养护过程，应提高养护环境温度，有利于缓解降温速度，减少温度应力，防止混凝土出现温度裂缝。④通水冷却。为减轻混凝土内部温度，可采用埋设冷却管的方法或在内部埋设应变计等方法，在埋设冷却管时要注意管道的通畅，所以在使用前要进行试不试验，时时监测冷却水管进水流量及温度。其二原材料的质量控制。混凝土使用的水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等严把工程材料的质量关，不能因工程施工中赶工期，把不合格的材料用到混凝土施工中，监管人员严格控制采料、用料关，对一切不符合标准的材料一律不许进施工现场。在原材料上不为工程的质量安全留下隐患。其三由于天气干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝。分别采用加强混凝土结硬化过程的自然养护、蓄热养护，采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡，预留温度伸缩缝等措施修补。受冻严重的构件，有的要拆除，有的要加固后方可使用。
3 对因使用及环境条件变化而产生的裂缝，要依据不同性质采用不同的防治措施
3.1 因多次冻融而产生的裂缝，除对已形成缺陷和损坏的部分予以补强或加固外，宜添加对受冻混凝土构件的保温措施。
3.2 因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷损伤，除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外，应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护。
3.3 因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防；对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。
3.4 混凝土的早期养护。实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到2个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
4 常见裂缝处理途径
①表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法，当混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理，同时整体面层内宜配置双向钢丝网。②混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿，然后涂刷结合层，最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。③结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：在构件上外包型钢、粘贴钢板加固；在构件上增设支撑点加固；在构件上施加预应力加固等。
总之，建筑工程中混凝土裂缝种类较多，它的出现不仅会影响建筑物的外观，还会影响建筑物的使用功能和耐久性，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全，因此要根据不同的部位、形态以及严重程度对混凝土裂缝进行认真分析，采用合理的方法进行处理，才能保证建筑物和构件安全、稳定的工作。