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【摘 要】 在土木工程中,混凝土是应用最多的施工材料,随着土木工程建筑的不断发展和混凝土技术的提高,对混凝土的性能和质量提出了更高的要求。混凝土材料自身属于一种脆性材料,再加上受到施工环境、混凝土自身性能以及其他因素的影响,避免不了会使混凝土结构产生裂缝。鉴于此,本文分析了混凝土结构裂缝处理技术在土木工程中的应用。
【关键词】 土木工程;混凝土;裂缝;处理技术
前言:
随着建筑行业的需要和发展,土木工程建筑的治理要求也越来越高,在土木工程建筑中,大面积广泛的使用混凝土材料已经成为土木工程建筑未来发展的趋势,混凝土的结构施工在土木工程建筑中起着越来越重要的作用。要提高土木工程建筑的質量,就要从混凝土的质量做起。然而,到目前为止,混凝土的施工还存在着许许多多的问题,尤其以混凝土的裂缝为主,高层建筑物的底部、大型设备的底部和桥梁工程中普遍存在着裂缝。
一、混凝土结构出现裂缝原因的分析
(1)混凝土材料的因素
由于混凝土具有热胀冷缩的特性,在混凝土所处环境的温度出现变化时,其就很容易变形,并产生相应的附加应力,若该应力比混凝土抗拉强度大,则很容易引起裂缝的出现,这种裂缝一般称之为收缩裂缝,该裂缝所产生的危害较大,尤其对于长期暴露于空气中的房间项目,所产生的影响或者危害更大,若该裂缝不断发展,则很容易建筑物出现变形或者开裂等问题。同时配比设计的不合理以及不科学,也会对混凝土抗拉强度产生不利影响,导致混凝土出现开裂问题。此外,因混凝土自身材料质量问题所造成的裂缝,大多数是因为水泥以及砂石质量不达标。若在施工中利用这些不达标的材料,轻者产生蜂窝麻面,重者就会使建筑工程整个结构受到影响。
(2)外界温度应力产生的影响
在建筑工地施工的时候,对混凝土进行浇筑,水泥遇到水会产生很多的水化热,导致混凝土的弹性模量出现了很大的变化,这个过程不可避免的在混凝土里产生了温度应力。随着水泥放热的停止一直到整个温度趋向稳定,因为混凝土冷却和外界温度的波动产生的应力形成的,而且这些应力可以很好的跟前期的应力结合在一起。并且混凝土的干缩形成的用力加上温度引起的应力,两者相互作用于墙体结构,当这个效应叠加在一起的时候,就会对墙体本身产生很大的危害。
(3)施工质量原因
混凝土终凝前未仔细收光、现场擅自加水、结构构件养护不到位模板支撑拆除过早和结构受荷载过早、钢筋的帮扎不到位,措施钢筋配筋量不足等均会导致混凝土出现裂缝。如施工荷载超过模板的支撑强度造成模板支撑下沉、振捣等造成模板变形、过早拆除底模和支撑,或施工控制不严、在梁上超载堆荷等也会使混凝土出现裂缝。施工现场质量控制不严格,施工人员把悬挑构件的负弯矩筋放错位置,导致混凝土不能承受负弯矩,形成早起裂纹,造成质量缺陷。
二、土木工程中的混凝土裂缝处理技术
(1)提高设计的科学性
在建筑物施工过程中,要预防和处理墙体裂缝,一个首要的环节就是在设计的时候对细节的处理和控制。比如,在一些特殊的部门要进行一些特殊的处理,并对处理方式进行说明。对于沉降缝以及收缩缝等诸多结构缝进行设计的时候,对于设计的位置和缝隙的大小都要做细致的说明,最好图名并茂。除此之外,因为建筑物的各种孔洞后打可能会破坏墙体,因此,要加强洞孔前期的开工设置,做好细节上的处理和控制。
(2)原材料的控制措施
原材料方面,最关键的一点是减少一切原材料的可能的干缩,例如合理选用水泥品种,使用低水化热水泥,不使用强度超过42.5MPa的高强水泥,减少水泥用量,使用吸水率小的粗骨料,不使用活性骨料等等。然而上述的条件我们不可能会同时满足,混凝土因为干缩产生的裂缝也不会完全消失,因此我们能做的是优化混凝土的配合比,尽量减少水泥用量,可以掺加一定的掺合料,替代一部分的水泥用量,减少水泥用量的同时,减少水化热,与水泥水化物发生二次反应。外加剂方面或许也会有所突破。
(3)应用先进的施工工艺
因为温度应力可能产生的墙体的裂缝,目前是根本没有办法完全消除的,但是,我们仍旧可以采取相应的技术处理措施,尽可能的减少缝隙的存在。比如,在施工规范中要求设置伸缩缝,会降低使用中和施工结束后墙体裂缝产生的几率。可以借助墙体的保温隔热的措施,有效的调节温度,也能在一定程度上减少因为温度变化可能产生的墙体裂缝。此外,还能在进行建筑物设计的时候,适当增加构造柱的数量等。
(4)结构裂缝的处理措施
当混凝土结构出现裂缝的时候,可采取以下方式来处理:第一,开槽法,该方法所用材料有环氧树脂、聚硫橡胶、水泥以及砂等,事先采取人工方式,根据一定比例将晒干的砂石以及水泥搅拌均匀,接着再添加相应的环氧树脂和聚硫橡胶,搅拌均匀以后,最后再利用丙酮对搅拌好的这一砂浆进行稀释,完成上述工作后,及时把该砂浆放于凿好且已经洗净的混凝土凿槽内,当砂浆已嵌入至缝槽后,应及时用麻袋或者毛毡来覆盖,待其初凝以后再用水养护。第二,低压注浆的方式,这种方式使用在裂缝宽度为0.2-0.3毫米区间中应用,当裂缝数量较多事后,应事先于裂缝位置贴上相应的白胶布,接着沿着裂缝用毛刷进行浆液的涂刷,以此封缝,在十分钟后,将之前所贴胶布条揭去,露出小缝,对注浆嘴进行粘贴,在固化后若缝隙附近存在裂口,可反复利用浆来补上,以免发生注浆漏浆问题。
(5)合理掌握拆模时间
在混凝土的施工中,当浇筑完成达到一定的强度后即可拆模。为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土拆模过早,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖轻型保温材料,如泡沫海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力具有显著的效果。拆模时间应视水泥类别、结构形状、荷载情况及环境温度等不同而不同,在施工中应注意掌握。 (6)提高混凝土的抗裂性能
减少混凝土裂缝的产生,提高混凝土的抗裂性能可以采取四个方面的措施。一是掺合一定的添加剂。掺合添加剂能够有效控制混凝土的自缩值,在加入添加剂的过程中,要严格根据混凝土外用添加剂的技术标准和规范进行添加。二是添加增强材料。在混凝土的生产过程中,可以添加适当的有机纤维、无机纤维或金属纤维等,这些纤维具有一定的抗拉性能,提高混凝土的抗裂性能[3]。三是控制好混凝土材料的比例。混凝土的质量和性能与混凝土材料的配比直接相关,普遍情况下,混凝土材料的配比要经过严密的计算和科学的技术手段获取。在混凝土生产前,要让技术人员对混凝土材料的配比进行试验和验证,在多種配比方式中,选择最佳的配比方式,保证混凝土结构的强度。
(7)电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土中的离子分布状态,提高钢筋周围的PH值,钝化钢筋,以达到有效防腐的目的。电化学防护法主要有三种:阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法。电化学防护法是一种新型的裂缝处理方法,有着广泛的发展前景。
(8)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,此法模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组成部分中加入某些特殊组成部分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
三、结语
总之,混凝土工程质量是确保整个建筑工程质量的基础。消除建筑物裂缝,是一项长期而艰巨的任务,必须防、治结合,标、本兼治。在实际的施工管理过程中,只有不断加强材料的选择,施工环节的细节管理,不断提高施工人员的操作技术水平,只要设计与施工紧密配合,我们可以完全消除有害裂缝的产生。才能不断提高混凝土的施工技术,有效地解决施工过程中的各种技术难题。
参考文献:
[1]骆戈.浅谈混凝土裂缝产生的原因及其预防措施[J].中小企业管理与科技:上旬刊,2009(9):205-206.
[2]韩平.大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].建材发展导向,2013,(3):226-227.
[3]李强.如何有效的控制建筑施工中大体积混凝土裂缝[J].建筑知识:学术刊,2013,(8):378.
【关键词】 土木工程;混凝土;裂缝;处理技术
前言:
随着建筑行业的需要和发展,土木工程建筑的治理要求也越来越高,在土木工程建筑中,大面积广泛的使用混凝土材料已经成为土木工程建筑未来发展的趋势,混凝土的结构施工在土木工程建筑中起着越来越重要的作用。要提高土木工程建筑的質量,就要从混凝土的质量做起。然而,到目前为止,混凝土的施工还存在着许许多多的问题,尤其以混凝土的裂缝为主,高层建筑物的底部、大型设备的底部和桥梁工程中普遍存在着裂缝。
一、混凝土结构出现裂缝原因的分析
(1)混凝土材料的因素
由于混凝土具有热胀冷缩的特性,在混凝土所处环境的温度出现变化时,其就很容易变形,并产生相应的附加应力,若该应力比混凝土抗拉强度大,则很容易引起裂缝的出现,这种裂缝一般称之为收缩裂缝,该裂缝所产生的危害较大,尤其对于长期暴露于空气中的房间项目,所产生的影响或者危害更大,若该裂缝不断发展,则很容易建筑物出现变形或者开裂等问题。同时配比设计的不合理以及不科学,也会对混凝土抗拉强度产生不利影响,导致混凝土出现开裂问题。此外,因混凝土自身材料质量问题所造成的裂缝,大多数是因为水泥以及砂石质量不达标。若在施工中利用这些不达标的材料,轻者产生蜂窝麻面,重者就会使建筑工程整个结构受到影响。
(2)外界温度应力产生的影响
在建筑工地施工的时候,对混凝土进行浇筑,水泥遇到水会产生很多的水化热,导致混凝土的弹性模量出现了很大的变化,这个过程不可避免的在混凝土里产生了温度应力。随着水泥放热的停止一直到整个温度趋向稳定,因为混凝土冷却和外界温度的波动产生的应力形成的,而且这些应力可以很好的跟前期的应力结合在一起。并且混凝土的干缩形成的用力加上温度引起的应力,两者相互作用于墙体结构,当这个效应叠加在一起的时候,就会对墙体本身产生很大的危害。
(3)施工质量原因
混凝土终凝前未仔细收光、现场擅自加水、结构构件养护不到位模板支撑拆除过早和结构受荷载过早、钢筋的帮扎不到位,措施钢筋配筋量不足等均会导致混凝土出现裂缝。如施工荷载超过模板的支撑强度造成模板支撑下沉、振捣等造成模板变形、过早拆除底模和支撑,或施工控制不严、在梁上超载堆荷等也会使混凝土出现裂缝。施工现场质量控制不严格,施工人员把悬挑构件的负弯矩筋放错位置,导致混凝土不能承受负弯矩,形成早起裂纹,造成质量缺陷。
二、土木工程中的混凝土裂缝处理技术
(1)提高设计的科学性
在建筑物施工过程中,要预防和处理墙体裂缝,一个首要的环节就是在设计的时候对细节的处理和控制。比如,在一些特殊的部门要进行一些特殊的处理,并对处理方式进行说明。对于沉降缝以及收缩缝等诸多结构缝进行设计的时候,对于设计的位置和缝隙的大小都要做细致的说明,最好图名并茂。除此之外,因为建筑物的各种孔洞后打可能会破坏墙体,因此,要加强洞孔前期的开工设置,做好细节上的处理和控制。
(2)原材料的控制措施
原材料方面,最关键的一点是减少一切原材料的可能的干缩,例如合理选用水泥品种,使用低水化热水泥,不使用强度超过42.5MPa的高强水泥,减少水泥用量,使用吸水率小的粗骨料,不使用活性骨料等等。然而上述的条件我们不可能会同时满足,混凝土因为干缩产生的裂缝也不会完全消失,因此我们能做的是优化混凝土的配合比,尽量减少水泥用量,可以掺加一定的掺合料,替代一部分的水泥用量,减少水泥用量的同时,减少水化热,与水泥水化物发生二次反应。外加剂方面或许也会有所突破。
(3)应用先进的施工工艺
因为温度应力可能产生的墙体的裂缝,目前是根本没有办法完全消除的,但是,我们仍旧可以采取相应的技术处理措施,尽可能的减少缝隙的存在。比如,在施工规范中要求设置伸缩缝,会降低使用中和施工结束后墙体裂缝产生的几率。可以借助墙体的保温隔热的措施,有效的调节温度,也能在一定程度上减少因为温度变化可能产生的墙体裂缝。此外,还能在进行建筑物设计的时候,适当增加构造柱的数量等。
(4)结构裂缝的处理措施
当混凝土结构出现裂缝的时候,可采取以下方式来处理:第一,开槽法,该方法所用材料有环氧树脂、聚硫橡胶、水泥以及砂等,事先采取人工方式,根据一定比例将晒干的砂石以及水泥搅拌均匀,接着再添加相应的环氧树脂和聚硫橡胶,搅拌均匀以后,最后再利用丙酮对搅拌好的这一砂浆进行稀释,完成上述工作后,及时把该砂浆放于凿好且已经洗净的混凝土凿槽内,当砂浆已嵌入至缝槽后,应及时用麻袋或者毛毡来覆盖,待其初凝以后再用水养护。第二,低压注浆的方式,这种方式使用在裂缝宽度为0.2-0.3毫米区间中应用,当裂缝数量较多事后,应事先于裂缝位置贴上相应的白胶布,接着沿着裂缝用毛刷进行浆液的涂刷,以此封缝,在十分钟后,将之前所贴胶布条揭去,露出小缝,对注浆嘴进行粘贴,在固化后若缝隙附近存在裂口,可反复利用浆来补上,以免发生注浆漏浆问题。
(5)合理掌握拆模时间
在混凝土的施工中,当浇筑完成达到一定的强度后即可拆模。为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土拆模过早,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖轻型保温材料,如泡沫海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力具有显著的效果。拆模时间应视水泥类别、结构形状、荷载情况及环境温度等不同而不同,在施工中应注意掌握。 (6)提高混凝土的抗裂性能
减少混凝土裂缝的产生,提高混凝土的抗裂性能可以采取四个方面的措施。一是掺合一定的添加剂。掺合添加剂能够有效控制混凝土的自缩值,在加入添加剂的过程中,要严格根据混凝土外用添加剂的技术标准和规范进行添加。二是添加增强材料。在混凝土的生产过程中,可以添加适当的有机纤维、无机纤维或金属纤维等,这些纤维具有一定的抗拉性能,提高混凝土的抗裂性能[3]。三是控制好混凝土材料的比例。混凝土的质量和性能与混凝土材料的配比直接相关,普遍情况下,混凝土材料的配比要经过严密的计算和科学的技术手段获取。在混凝土生产前,要让技术人员对混凝土材料的配比进行试验和验证,在多種配比方式中,选择最佳的配比方式,保证混凝土结构的强度。
(7)电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土中的离子分布状态,提高钢筋周围的PH值,钝化钢筋,以达到有效防腐的目的。电化学防护法主要有三种:阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法。电化学防护法是一种新型的裂缝处理方法,有着广泛的发展前景。
(8)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,此法模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组成部分中加入某些特殊组成部分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
三、结语
总之,混凝土工程质量是确保整个建筑工程质量的基础。消除建筑物裂缝,是一项长期而艰巨的任务,必须防、治结合,标、本兼治。在实际的施工管理过程中,只有不断加强材料的选择,施工环节的细节管理,不断提高施工人员的操作技术水平,只要设计与施工紧密配合,我们可以完全消除有害裂缝的产生。才能不断提高混凝土的施工技术,有效地解决施工过程中的各种技术难题。
参考文献:
[1]骆戈.浅谈混凝土裂缝产生的原因及其预防措施[J].中小企业管理与科技:上旬刊,2009(9):205-206.
[2]韩平.大体积混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].建材发展导向,2013,(3):226-227.
[3]李强.如何有效的控制建筑施工中大体积混凝土裂缝[J].建筑知识:学术刊,2013,(8):378.