探讨建筑施工中混凝土裂缝产生的原因与预防措施

来源 :安家(建筑与工程)上旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:johnnywong
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  摘要:虽然混凝土可以强化建筑质量,降低现代建筑的施工难度,但由于现代建筑的施工工艺、环境以及材料等条件有所变化,混凝土又需要多种材料相互拌和而成,所以在建筑施工中很容易产生各种裂缝。这些裂缝既会限制建筑质量,还可能威胁建筑居民安全,因此,混凝土裂缝逐渐变成现代建筑领域的首要解决目标。为了促使相关人员更加了解混凝土裂缝,本文先介绍了建筑施工中混凝土裂缝的所有类型,继而以某工程为例表明混凝土裂缝在建筑施工中的产生原因,并提出多种混凝土裂缝的预防措施。
  关键词:建筑施工;混凝土裂缝;产生原因;预防措施
  前言:近几年,建筑领域将混凝土作为主要材料,甚至可以说大部分建筑都属于钢筋混凝土结构,但混凝土自身本就存在诸多问题,在凝固环节很容易形成诸多微小裂纹或孔隙,虽然这种也属于一种裂缝,但并不会造成较为严重的影响与危害。直到混凝土结构开始出现其他因素(如:温差、荷载等)后,这些微小裂纹就会逐渐拓展,当多个微小裂纹相互连接后就会变成裂缝。如果裂缝拓展规模过大时,建筑内部的钢筋结构就会出现锈蚀状况,导致建筑的应用年限大幅下降,因此,现代建筑需要在施工阶段,着重注意各种类型的混凝土裂缝,最好提前对其展开预防管理,这样混凝土才能切实为现代建筑提供发展动力。
  1.建筑施工中混凝土裂缝类型
  虽然混凝土裂缝在建筑领域十分常见,但在对其展开预防或处理操作时,需要根据裂缝类型采取相应对策,否则裂缝问题无法从根本得到保护与治理。所谓裂缝类型主要是指,混凝土在不同因素的干扰下形成的不同裂缝,具体可以以下几种类型。
  (1)沉降收缩类型
  所谓沉降收缩类型的混凝土裂缝,也可以将其成为沉降类型,形成原因为混凝土在完成凝固之前,相关人员没有对其进行沉实操作,或是混凝土内部的沉实状况不够均匀所导致。频繁出现在建筑墙体、顶梁以及地板部位,裂缝方向与钢筋方向相同,还容易在模板周围与埋件周围形成,如下图所示:
  或是相关人员在安设保护层时,没有将混凝土沉降状况考虑其中,最终导致混凝土出现沉降状况后,无法及时突破钢筋结构的限制,促使钢筋周围在沉降作用下产生裂缝[1]。
  (2)塑性类型
  所谓塑性类型的混凝土裂缝,主要是指频繁出现在建筑墙体、顶梁以及地板等部位,当其与沉降裂缝有所不同,这种裂缝大部分产生在新浇筑的建筑之中,当浇筑部位与空间之间的接触过于频繁,就会加快混凝土凝固速度,从而在混凝土表層形成长短、形状各不相同的裂缝[2]。如下图所示:
  导致塑性裂缝的产生原因较多,如:混凝土在彻底凝固之前,内部强度较低或几乎没有,当表层水分流失速度较快时,就会促使内部结构在外部负压的趋势下快速收缩,这时由于混凝土强度不足最终形成裂缝。可能对其产生影响的相关因素具体可以分为以下几种:①温度;②水灰比;③凝固时间;④风速;⑤模板干燥等等。
  (3)温度类型
  所谓温度类型的混凝土裂缝,主要是指混凝土在凝固过程中,表层温度与内部温度存有较大差异,这种温度差异会导致混凝土表层产生一定拉应力,最终促使混凝土表层产生裂缝。具体形状如下图所示:
  温度类型的裂缝表现形式为:裂缝走向并无具体规律,在裂缝形成后大部分属于平行状况,宽度并无具体尺寸,施工阶段就会形成微小裂缝,后期会在完成混凝土浇筑环节的三个月左右产生贯穿性或进深性裂缝。在施工现场诸多因素都可能导致混凝土结构出现温度类型的裂缝,如:温度、风速、湿度、凝固时间以及散热效果等,其中影响情况最为明显的便是温度与风速[3]。
  2.建筑施工中混凝土裂缝产生的原因
  为了进一步明确混凝土裂缝在建筑施工中的产生原因,本文以南桥新城16单元32-04地块项目为例。该项目位于上海奉贤区南桥镇南桥新城16单元新陈小区东侧,由于地基原因,对该栋楼的地基进行二次加固,确保该栋楼质量合格使用,因此进行锚杆桩施工操作。由于本次项目主要目的为加固,所以选择通过混凝土预制桩方式进行,但在混凝土凝固后表层存有较为明显的裂缝,于是施工单位立即对裂缝产生原因展开分别排除与分析,最终确定导致本次项目产生混凝土裂缝的主要原因为以下两方面。
  2.1施工问题
  在本次工程中,因施工问题导致混凝土结构形成裂缝的原因主要可以分为:钢筋、模板以及混凝土,最终导致混凝土强度无法达到预计标准。
  其中钢筋原因是指,当混凝土处于凝固状态时,钢筋会对其造成扰动影响,再加上钢筋安设数量出现过多或过少问题,就会促使混凝土无法正常凝固;模板原因是指,模板自身出现变形、漏浆以及沉降等状况时,混凝土拌合物在其中必然会受到直接干扰,或是施工人员没有根据混凝土凝固时间,提前对模板展开拆除操作时,混凝土就容易在拆除过程中产生裂缝;混凝土原因较多,如:相关人员确定的混凝土配比不合理,在拌和环节私自调整拌和顺序,浇筑流程安排不够科学,拌和时间较长,经过拌和后的材料不够均匀,忽略混凝土后期养护,振捣环节不够全面等等[4]。
  2.2设计问题
  在本次工程中,因设计问题导致混凝土结构形成裂缝的原因主要可以分为:计算不准、布置设计不科学以及最终方案不合理,最终促使混凝土结构与工程实况产生较大差异。
  其中计算不准是指,当设计人员在对混凝土需要承担的荷载、强度以及硬度展开设计时,没有将该栋楼原本的参数考虑其中,所以在完成混凝土浇筑操作后,混凝土无法满足本次二次加固的具体需求;布置设计不科学是指,设计人员在通过钢筋强化加固效果时,并没有考虑钢筋安设位置、影响以及效果,最终当工作人员按照设计方案展开施工时,就会出现高粱部位不存在弯腰,或是梁板与墙体相连部位不存在配筋;最终方案不合理是指,正常设计人员在完成方案设计后,需要根据方案内容展开模拟试验,如今有诸多技术都能达到模拟效果,但设计人员并没有对最终方案进行试验,这样混凝土结构的整体性能就可能与项目实况不符[5]。   在这些原因的干扰下,本次工程必然会形成诸多裂缝,这样本次工程的二次加固目的就无法切实达成,还可能影响该栋楼原本的整体质量。
  3.建筑施工中混凝土裂缝的预防措施
  3.1沉降收缩裂缝的预防
  为了避免本次工程在沉降作用下产生裂缝,施工单位决定提前针对沉降裂缝采取预防措施,具体如下。
  (1)注重水分控制
  由于水分会增加沉降收缩裂缝的发生几率,所以在拌和环节必须注重水分控制,尽可能保证平均每立方米加入170kg水分,这样便可避免水分对混凝土造成过多干扰。也可以在拌和环节适当添加减水剂,从根本减少混凝土拌和中的所需水分,但如果在其中添加减水剂,必须使用硅酸盐水泥、粗骨料以及中等尺寸的砂石,这样才能为混凝土质量起到强化意义。此外,在对混凝土展开泵送操作时,为了满足本次工程对于混凝土浇筑的实际需求,相关人员需要根据泵送标准对塌落度进行降低控制。
  (2)控制浇筑速度
  在对截面差异较大的部位展开浇筑操作时,需要格外注重浇筑速度与流程。需要先对最底部展开浇筑操作,待3天后底部混凝土完成初步凝固,且沉降效果已经完全稳定以后,便可继续开始上部浇筑,这样能够避免混凝土在凝固环节受到沉降作用的巨大影响,将沉降收缩裂缝的形成率降到最低。
  (3)保证全面振捣
  振捣对混凝土较为关键,如果振捣操作出现问题,就会导致混凝土内部无法得到均匀振捣,因此,相关人员需要适当控制振捣速度,尽可能保持匀速进行振捣。此外,为了避免振捣过程产生堆积状况,最好保证振捣操作足够全面,通过全面振捣促使混凝土得到妥善处理。
  3.2塑性裂缝的预防
  为了避免本次工程在塑性作用下产生裂缝,施工单位决定提前针对塑性裂缝采取预防措施,具体如下。
  (1)注意水泥類型
  只要混凝土长时间处于空气之中,就会形成大小不一的裂缝,因此,设计人员需要注意水泥类型,最好保证水泥前期具备高强度特性,如:硅酸盐水泥,这样在其与空气有所接触后也不会在短时间内快速收缩。此外,在拌和环节必须确定水泥与砂石的填入量,如果地区温度突然下降,必须在拌和环节加入速凝剂与钢纤维,这样便可加快混凝土凝固速度,并以此确保混凝土结构的最终强度[6]。
  (2)控制蒸发速度
  在对蒸发速度进行控制时,需要注意以下两方面。一方面,相关人员需要注意混凝土表层的收缩状况,实时确定表层水分的蒸发状况,如果天气过于炎热,可以适当对表层进行洒水操作,降低表层在过于干燥的情况下形成裂缝。另一方面,在开始浇筑前,需要对模板进行喷水操作,保证模板在浇筑过程中处于湿润状态,这样混凝土在其中凝固时,便可确保水分蒸发速度得到控制,避免混凝土结构形成塑性裂缝。
  (3)落实二次抹平
  一般在混凝土完成初步凝固之前,需要对其表层展开全面抹平,但为了发挥抹平操作的最大价值,相关人员可以在其中落实二次抹平,针对表层展开两次全面抹平,这样便可保证抹平达到最佳效果。在完成抹平操作后,必须立即通过薄膜或草袋进行覆盖,避免混凝土在露天环境遭到影响,如果施工过程中风速突然有所提升,相关人员需要立即安设挡风棚,并在混凝土表层涂抹养护剂,以免大风将诸多杂物刮到混凝土表层。
  3.3温度裂缝的预防
  为了避免本次工程在温度作用下产生裂缝,施工单位决定提前针对温度裂缝采取预防措施,具体如下。
  (1)控制内外温差
  在完成混凝土浇筑以后对其展开养护工作时,相关人员需要控制混凝土构件的加热速度,尽可能保证养护温度为每小时10℃之内。在脱模环节,需要控制脱模速度,以免脱模速度过快导致表层温度产生巨大应力。如果混凝土结构过大,并在北方较为寒冷的地区展开施工时,需要及时对其进行保温保护,并延缓脱模时间,尽可能保证内外温差处于25℃左右。
  (2)选择适宜水泥
  水泥在混凝土结构中属于决定性材料,为了避免产生温度裂缝,最好提前选择适宜水泥。由于本次项目位于上海,而上海平均温度约为17℃,所以在选择适宜水泥时,不宜选择热量较高的水泥类型,可以优先选用低热类型或中热类型的水泥型号,如:粉煤灰水泥、矿渣水泥以及硫酸盐水泥等,这样便可避免混凝土内部温度过大。此外,在拌和混凝土之前,可以适当添加减水剂与粉煤灰,这样便可适当减少水泥在混凝土结构中的使用量,避免内外温度产生巨大差异。
  (3)注意施工时间
  由于上海地区平均温度较高,所以若想切实避免温度差异,最好适当注意施工时间,尽可能在夜间开展有关于混凝土的施工操作,这样便可避免温度对于混凝土的实际影响。如果施工单位无法在夜间开展混凝土调配与浇筑,可以在拌和环节应用低温水源,在拌和之前对所有骨料与砂石展开全面降温,并在拌和地点安设遮阳设施,这样在整个拌和环节都能保证温度得到有效控制[7]。
  通过以上措施对混凝土裂缝展开预防处理后,本次项目的施工全过程没有出现任何有关于质量或安全的事故,工程施工如期完成,项目质量在地方部门的全面验收后表示完全合格,这就意味混凝土裂缝并非完全不可提前预防,通过以上措施完全可以降低混凝土裂缝的产生几率,促使建筑施工获得更多质量保障。
  结语:总而言之,虽然裂缝在混凝土结构的建筑施工中十分常见,但由于其对整个建筑都可能造成巨大限制,因此,施工单位必须详细掌握所有关于混凝土裂缝的相关知识,首要目标便是确定混凝土裂缝的所有类型,以上提出的混凝土裂缝类型在建筑施工中较为常见。为了促使混凝土裂缝的产生原因更加直接明了,本文以某工程为例,但由于本次工程仅涉及到施工与设计这两种原因,除此之外,还有很多其他原因会产生裂缝。因此,在掌握裂缝类型并确定裂缝产生原因后,便需针对裂缝采取预防措施,从根本降低混凝土裂缝的发生率与危害效果。
  参考文献
  [1] 林希寿. 港口码头施工中混凝土裂缝产生的原因及防范对策[J]. 产城(上半月), 2020(2):0021-0021.
  [2] 刘涛. 工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防措施[J]. 建筑与装饰, 2020(05):156-156.
  [3] 潘学艳. 浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝成因分析及预防措施[J]. 中国室内装饰装修天地, 2019(08):56-56.
  [4] 郭长汀. 房屋建筑施工中混凝土结构早期裂缝的成因及其预防措施探讨[J]. 江西建材, 2019,248(09):188-189.
  [5] 梅辉, 何云. 基于建筑混凝土裂缝成因及预防措施分析[J]. 黑龙江交通科技, 2019, 300(02):202-203.
  [6] 王水转. 大体积混凝土浇筑施工产生裂缝预防措施研究[J]. 建材与装饰, 2020(03):39-40.
  [7] 张高锋. 试析建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与防治措施[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019,283(01):129-129.
  作者简介:潘杰,1980.04,男,汉族,江苏省溧阳市人,西南交通大学,本科学历,土木工程(工程管理方向)专业,从事建筑工程领域,建筑施工、施工管理等工作。
  承务建筑劳务上海有限公司 上海 202150
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