浅谈混凝土裂缝控制技术建筑施工中的应用

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  【摘 要】 本文笔者结合自己多年的实践工作经验,对混凝土裂缝控制技术建筑施工中的应用进行了全面分析,并阐述了在建筑施工中产生混凝土裂缝的主要原因,针对其所出现的原因提出了相应的解决措施。
  【关键词】 建筑施工;混凝土浇筑技术;混凝土裂缝控制
  1 混凝土技术在建筑工程中的应用
  在建筑工程中混凝土施工技术应用非常广泛,混凝土主要是指在工程施工现场用胶凝材料将建筑原料进行整体凝结的复合材料,其生产工艺简单、价格低廉、原材料丰富,同时还具有高強度、耐久性和抗压能力。混凝土是建筑施工现场不可或缺的建筑材料。近些年,随着控制技术不断提高,混凝土已广泛应用于海洋港口、桥梁工程、市政道路等多个领域。混凝土不仅可以满足特殊结构如高层建筑的受力需求,还可以加大建筑物使用面积,减少建筑结构截面尺寸。配置混凝土时要严格控制活性材料、减水剂等比例。
  建筑工程项目中,对混凝土的耐久性、强度以及施工工艺要求较高,在使用前必须经过严格检测。尤其在高层建筑中,对混凝土的要求更为严格。在高层建筑中首先考虑建筑物的结构强度和建筑自重。
  混凝土的另一个主要特点是其具有较好的耐磨性和抗腐蚀性。在桥梁工程和市政道路中也使用较多的混凝土浇筑技术。近些年,随着建筑工程项目不断增加,混凝土结构在现代建筑工程中占据非常重要的地位。
  2 在建筑施工中产生混凝土裂缝的主要原因
  造成混凝土裂缝的原因很多,主要体现在施工不当、水泥水热化以及温度变化引起的热胀冷缩等。
  2.1施工不当造成混凝土裂缝
  在建筑施工过程中,混凝土浇筑工艺不合理会产生裂缝。在混凝土浇筑施工过程中要注意混凝土密实度,厚度过大会增加混凝土钢筋的承受力,减少构件之间的强度,从而会使混凝土产生纵向裂缝。若混凝土密实度较小,在重力的作用下,会形成网状空洞。另外,在浇筑混凝土过程中要避免速度过快,从而造成混凝土沉实不够或沉实过足。在建筑施工过程中为了加大混凝土的流动性,会人为的添加水分,但在混凝土硬化过程中因收缩量的加大产生不规则裂缝。
  2.2水泥水热化因素造成混凝土裂缝
  水泥在水化过程中会产生大量的热量,释放水热化热量会造成混凝土表面温度较低,内部温度较高,从而形成一种温度差。通常情况下,水泥水热化现场表现在混凝土浇筑初期。释放这些热量时会促使混凝土产生外部拉应力和内部拉应力,一旦拉应力超过建筑物自身结构强度时,会出现裂缝。
  水泥水化因素造成的混凝土裂缝也称之为自生收缩裂缝。造成这类裂缝的主要原因是硬化混凝土中水泥的继续水化引起的自生收缩。
  2.3收缩变形造成混凝土裂缝
  混凝土收缩引发建筑物体积结构变形是产生混凝土裂缝的主要原因。混凝土浇筑施工过程中因其内部流动相对较慢,外部水分容易蒸发,从而导致内部收缩速度慢、外部收缩速度快。混凝土内外收缩不均匀造成的拉力超过建筑物自身结构承受拉力时,会产生收缩裂缝,甚至造成混凝土空洞。因此在施工过程中要及时观察,避免出现问题堆积,进而给工程安全使用带来隐患。
  混凝土塑性收缩裂缝通常发生在浇筑完成后几小时内,这时混凝土结构正处于塑性状态。造成这种现象的因素很多,如混凝土表面水分蒸发过快,使内部产生内应力较小,从而导致混凝土开裂。混凝土水灰比较大也会造成混凝土收缩,增加用水量会适当降低混凝土毛细水压,但用水量过大会升高混凝土塑性收缩值,甚至会促进混凝土开裂。
  2.4温度变化造成混凝土裂缝
  热胀冷缩现象也会使混凝土内应力发生变化,甚至造成建筑物结构变形。当建筑物自身结构强度不足以承受混凝土内部拉应力时,会产生裂缝。因此在建筑施工过程中,要注意温度引起建筑物结构内应力的变化不应超过混凝土自身的应力。在施工过程中要特别注意周围环境气温变化,以便及时作出应对措施。
  对于民用建筑或一般性工业建筑,在夏季和冬季室内外温差较大,若屋面隔热、保温措施不标准,容易因温差造成建筑物结构变形,加上建筑物结构之间约束力降低,会出现混凝土裂缝。因温度变化产生混凝土裂缝往往具有两端重、中间轻,顶层重、下层轻,向阳重、背阴轻等特点。
  造成温度裂缝主要原因大致分为内约束力和外约束力两大类。内约束力是指建筑物自身结构内部各质点之间相互的作用力,称之为内约束。外约束力是指物体受其他结构的作用,从而形成的一种结构与结构、物体与物体之间的作用力,称之为外约束力。因温度变化造成混凝土裂缝大多与外应力有关。
  2.5干燥裂缝
  干燥收缩贯穿于混凝土硬化的整个过程,混凝土硬化一般控制在一个月左右,有的甚至会持续几年、十几年,因此混凝土硬化是其固有特性。但在混凝土浇筑时,其成流动状态,经过化学作用硬化后成固态物质,在整个混凝土硬化过程中,要做好养护作用,避免因水分蒸发出现干燥收缩裂缝。但建筑物结构会因内部水分含量的减少而发生变形。混凝土收缩主要体现在混凝土自收缩和混凝土湿度收缩。混凝土自收缩通常是指水泥的水化作用。混凝土湿度收缩是指混凝土水分的减少造成建筑物结构的变化。一般情况下,干燥收缩表现的裂缝宽度较小,常为表面性裂缝,并且没有规律性。常出现在板类或梁类构件中。
  3 控制建筑工程中混凝土裂缝的主要措施
  改革开放以来,随着社会市场经济的快速发展,建筑工程也在不断增多。但危险建筑数量也在逐渐增加。控制混凝土裂缝技术对保证建筑施工安全、提升建筑质量具有非常重要的指导意义。
  3.1控制结构变形
  在建筑混凝土浇筑过程中,要严格控制施工工艺流程,保证混凝土内部水分,并且在空气中暴露部分要选择干缩程度大、性能高的混凝土,适当添加减水剂,严格控制水分含量。在施工过程中,要适当的增加混凝土保护厚度,避免在使用过程中因风化造成混凝土裂缝,降低建筑物自身结构强度。控制混凝土变形的主要措施有:尽可能的使用粗骨料用量;合理配置混凝土材料,进行减少水分使用量。   通常对混凝土材料收缩性进行估算,如抗拉强度、混凝土变形模量以及变等力学等,从而估算影响混凝土裂缝的主要因素,如钢筋配比、水灰比、水泥用量、构件尺寸、环境湿度和保养时间等,以便在设计方案时具有一定的针对性。
  3.2混凝土保养措施
  在混凝土浇筑施工过程中,水泥的水化作用对混凝土的凝固、硬化非常重要。因此为了实现混凝土在规定使用期限内具有适宜的硬化条件,必须对其进行合理养护,防止在使用过程中因混凝土的水化作用造成裂缝。常用的混凝土养护方法有太阳能养护、电热养护、蒸压养护、干湿热养护、蒸汽养护以及自然养护等。混凝土养护要具有一定的周期性。测试混凝土性能试件必须满足相应的标准。
  混凝土浇筑完成后,要保证其表面水分充足,常用补给水方法有草袋法、湿麻袋法、湿砂层、淋水等。但最好办法是在其表面覆盖一薄膜,这样既可以起到潮湿养护作用,还可以延长养护时间。但考虑建筑施工工期较长,因此在建筑完成数月后也不宜长期将混凝土结构暴露在空气中。必要时要在建筑物结构表面涂一层养护剂,同时还有助于潮湿养护作用。
  3.3严格控制施工过程
  在混凝土施工过程中,要严格控制各材料分配比例,尤其是减水剂和粉煤灰的使用。有效控制混凝土的抗离析性、抗渗性以及和易性等性能,从根本上杜绝混凝土裂缝的产生。在施工现场质检人员要严格控制混凝土规格,分清各混凝土性能,对于承重面要适当增加钢筋数量,减少混凝土表面收缩裂缝。在浇筑混凝土过程中,很容易出现塑性收缩裂缝,因此在浇筑完成后有必要进行二次压实。混凝土浇筑完成后不要立即进行震动,防止因变形降低其刚度。
  3.4加强温度控制
  保温是混凝土浇筑施工的主要技术环节。混凝土保温作用是降低其内外温度差,提升自身结构强度,减少内应力。通常情况下,混凝土浇筑温度不宜超过28度。施工过程中适当在碎石上洒水,以降低混凝土温度,同时尽可能选择干硬性混凝土,以最大限度降低其内部水分含量。另外,在浇筑混凝土过程中要全面做好降温工作,必要时做好降温设备,其主要目的降低施工温度。有效预防和控制干缩裂缝的措施有:建筑结构成型前进行二次收面、抹压;预埋管线时要做好固定措施,在较粗管线或交叉线集中地带要适当增加钢筋网;对于地基强度要求较高的建筑物混凝土浇筑完成后要进行适当的填埋,防止水分流失,同时做好养护措施;在整个浇筑施工过程中要严格控制水灰比,适当降低水泥使用量。
  3.5改进混凝土结构设计
  设计混凝土结构时要充分考虑温度变化引起的裂缝现场,通常采用中强度混凝土材料和永久式伸缩设计结构。另外,要合理设计混凝土内钢筋分布以提升建筑物承载面强度。合理设计混凝土结构在一定程度上可以避免混凝土裂缝的产生。但由于突发情况或预案不足造成有害裂缝,可以在工程施工后期采取相应的补救措施,主要有化学灌浆等,以此满足实际使用要求。
  4 总结
  改革开放以来,随着社会市场经济的快速发展,建筑工程也在不断增多,但建筑工程施工过程中造成混凝土裂缝的因素很多,因此必须明确混凝土浇筑技术的影响因素,并有针对性的提出相应的解决措施,从而实现从根本上预防、控制混凝土裂缝的产生。
  参考文献:
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