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【摘 要】 随着建筑工程中混凝土结构应用越来越普遍,在施工中出现了大量的混凝土裂缝,严重影响了建筑物的使用安全。本文对建筑工程混凝土裂缝产生的原因进行分析,探讨了防治的措施。
【关键词】 建筑施工;混凝土裂缝;裂缝防治
引言:混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度过高,经常出现很多微裂缝。微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害,但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的裂缝。
一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、建筑结构设计的原因
建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝,主要表现在:结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝;构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;未充分考虑混凝土构件的收缩变形;采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展,当混凝土收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂。
2、混凝土材料的因素
首先,不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大,而粉煤灰水泥收缩值较小,快硬性水泥收缩大。一般来说,其水灰比不变,水泥用量越多,混凝土的收缩率越大。首先,混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩,水泥浆越少,混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。其次,混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩。水灰比越大,水泥浆越稀,收缩率越大,开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效,但应在正确的方法指导下采用,必须保证混凝土的设计强度要求。再次,粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大,从而诱导裂缝的发生,骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变,从而会对混凝土的开裂产生影响。掺有外加剂的混凝土干缩值较大,特别是初期干缩值较大。防止裂缝的有效方法是使用膨胀剂。混凝土中掺入膨胀剂后,混凝土初期膨胀,后期干缩值小,能有效控制裂缝的发生。最后,混凝土中使用的钢筋越多,产生的握裹力越强,从而约束了混凝土的变形,减少了收缩量,也防止了裂缝的产生。使用焊接钢筋网,纵筋、箍筋布置合理,布置细而密的钢筋能有效地防止裂缝。
3、混凝土材料的配合比
集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大,或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时,混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝。采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,拉力强度低,容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度.是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等。
4、施工工艺及养护的原因
首先,混凝土拌和不匀、拌和时间过长,运输时间过长、运输泵送时改变了配合比,浇筑顺序不合理、速度太快等会改变混凝土的质量,降低混凝土的性能,引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时,振捣或补入不当。漏振、过振或振捣抽撤过快,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的发生。
其次,混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度,影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长,则混凝土收缩越小。在养护的过程中必须严格控制混凝土的水化热,对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度,使浇筑后混凝土的最高温度与温度梯度最小,外界对混凝土的约束最小。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短,保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大,会引起裂缝。
最后,施工中,振捣棒直接搁在钢筋上进行振动,钢筋被扰动,同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动,影响了钢筋与混凝土的握裹作用,也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足,造成钢筋与混凝土的握裹作用减小,对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工,混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后,抹面的次数和保温工作不到位,易产生表面收缩裂缝。
二、各类裂缝的控制对策
1、收缩裂缝的控制
收缩裂缝分为塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥裂缝,它们的形成原因各不相同,因此对它们的控制方法也不相同。
(1)塑性收缩裂缝可采用的方法
①混凝土浇灌后及时覆盖,并尽早喷洒水加以养护;
②严格控制混凝土配合比,使水灰比、砂率不至于过大;
③采用密封保水方法;
④将基层和模板浇水均匀湿透;
⑤设置挡风设施;
⑥终凝前进行第二次抹压。
(2)沉降收缩裂缝的控制方法
①可采用稠度适当的低流动性混凝土;
②加强混凝土的捣实;
③对于断面相差大的结构构件,先浇灌较大、较深的部位,静置2~3小时,然后与较薄断面—起浇灌;
④进行第二次压抹或初凝前进行二次振捣。
(3)干燥收缩裂缝的控制方法 ①严格控制混凝土的水灰比、砂率,砂石含量不宜过大,提高抗裂度;
②加强混凝土的早期覆盖和养护,适当延长养护时间;
③采用密封保水养护;
④长期露天堆放的构件,采取连续适当洒水;
⑤素混凝土每6m应设置l条收缩缝;
⑥发现微裂立即洒水养护。
2、温度裂缝的控制
温度裂缝分内约束裂缝和外约束裂缝。控制内约束裂缝的基本方法在于控制混凝土内外温差、表面与外界温差,防止表面急剧冷却,具体措施如下。
①冬季要采取保温措施,缓拆模;
②及时脱模,脱模后缓慢降温,控制温差不大于20%。外约束裂缝可采取控制混凝土入模温度、温升,减少温差,改进施工操作工艺,改善混凝土性能,改善结构约束条件等方面来削减温度应力,具体措施如下:
①选用低热或中热水泥;
②改善骨料级配,采用低流动性混凝土;
③渗入减水剂,利用后期混凝土强度等以降低水泥用量,控制温升;
④拌和水掺冰屑,降低浇灌温度;
⑤合理安排工序进行薄层浇灌,以利散热;
⑥合理分层分块,对较长结构留后浇缝,隔40天再浇灌混凝土,减少约束范围;对岩石地基或厚大的老混凝土垫层,应用油毡作隔离层,清除嵌固作用;
⑦加强混凝土养护,适当延长养护和脱模时间;
⑧适当配置温度筋。
3、沉陷裂缝的控制
①避免直接在松土或填土上制作构件,如确实需要,必须经夯实处理后作预制场地;
②保证模板有足够的强度和刚度,并使地基受力均匀;
③加强对浇灌中的模板和地基检查;
④做好周围的排水工作,防止水管漏水,或以浸泡的方法养护地基;
⑤拆模时间和顺序按规定进行。
三、结束语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、混凝土的养护等各个环节,通过改善混凝土的质量并采取有效的浇注后防治措施,混凝土的裂缝现象是可以避免的。
参考文献:
[1]戴烽滔;大体积混凝土结构裂缝的分析与对策册.四川建筑科学研究2007(01).
[2]鲍永宏;高层建筑中混凝土施工的技术特点及实例田.科技经济市场20,06(08).
[3]曾飞;浅谈混凝土早期裂缝的成因与控制[J].广东科技。2006(03).
【关键词】 建筑施工;混凝土裂缝;裂缝防治
引言:混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度过高,经常出现很多微裂缝。微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害,但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的裂缝。
一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析
1、建筑结构设计的原因
建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝,主要表现在:结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝;构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;未充分考虑混凝土构件的收缩变形;采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展,当混凝土收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂。
2、混凝土材料的因素
首先,不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大,而粉煤灰水泥收缩值较小,快硬性水泥收缩大。一般来说,其水灰比不变,水泥用量越多,混凝土的收缩率越大。首先,混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩,水泥浆越少,混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。其次,混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩。水灰比越大,水泥浆越稀,收缩率越大,开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效,但应在正确的方法指导下采用,必须保证混凝土的设计强度要求。再次,粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大,从而诱导裂缝的发生,骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变,从而会对混凝土的开裂产生影响。掺有外加剂的混凝土干缩值较大,特别是初期干缩值较大。防止裂缝的有效方法是使用膨胀剂。混凝土中掺入膨胀剂后,混凝土初期膨胀,后期干缩值小,能有效控制裂缝的发生。最后,混凝土中使用的钢筋越多,产生的握裹力越强,从而约束了混凝土的变形,减少了收缩量,也防止了裂缝的产生。使用焊接钢筋网,纵筋、箍筋布置合理,布置细而密的钢筋能有效地防止裂缝。
3、混凝土材料的配合比
集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大,或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时,混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝。采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,拉力强度低,容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度.是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等。
4、施工工艺及养护的原因
首先,混凝土拌和不匀、拌和时间过长,运输时间过长、运输泵送时改变了配合比,浇筑顺序不合理、速度太快等会改变混凝土的质量,降低混凝土的性能,引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时,振捣或补入不当。漏振、过振或振捣抽撤过快,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的发生。
其次,混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度,影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长,则混凝土收缩越小。在养护的过程中必须严格控制混凝土的水化热,对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度,使浇筑后混凝土的最高温度与温度梯度最小,外界对混凝土的约束最小。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短,保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大,会引起裂缝。
最后,施工中,振捣棒直接搁在钢筋上进行振动,钢筋被扰动,同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动,影响了钢筋与混凝土的握裹作用,也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足,造成钢筋与混凝土的握裹作用减小,对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工,混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后,抹面的次数和保温工作不到位,易产生表面收缩裂缝。
二、各类裂缝的控制对策
1、收缩裂缝的控制
收缩裂缝分为塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥裂缝,它们的形成原因各不相同,因此对它们的控制方法也不相同。
(1)塑性收缩裂缝可采用的方法
①混凝土浇灌后及时覆盖,并尽早喷洒水加以养护;
②严格控制混凝土配合比,使水灰比、砂率不至于过大;
③采用密封保水方法;
④将基层和模板浇水均匀湿透;
⑤设置挡风设施;
⑥终凝前进行第二次抹压。
(2)沉降收缩裂缝的控制方法
①可采用稠度适当的低流动性混凝土;
②加强混凝土的捣实;
③对于断面相差大的结构构件,先浇灌较大、较深的部位,静置2~3小时,然后与较薄断面—起浇灌;
④进行第二次压抹或初凝前进行二次振捣。
(3)干燥收缩裂缝的控制方法 ①严格控制混凝土的水灰比、砂率,砂石含量不宜过大,提高抗裂度;
②加强混凝土的早期覆盖和养护,适当延长养护时间;
③采用密封保水养护;
④长期露天堆放的构件,采取连续适当洒水;
⑤素混凝土每6m应设置l条收缩缝;
⑥发现微裂立即洒水养护。
2、温度裂缝的控制
温度裂缝分内约束裂缝和外约束裂缝。控制内约束裂缝的基本方法在于控制混凝土内外温差、表面与外界温差,防止表面急剧冷却,具体措施如下。
①冬季要采取保温措施,缓拆模;
②及时脱模,脱模后缓慢降温,控制温差不大于20%。外约束裂缝可采取控制混凝土入模温度、温升,减少温差,改进施工操作工艺,改善混凝土性能,改善结构约束条件等方面来削减温度应力,具体措施如下:
①选用低热或中热水泥;
②改善骨料级配,采用低流动性混凝土;
③渗入减水剂,利用后期混凝土强度等以降低水泥用量,控制温升;
④拌和水掺冰屑,降低浇灌温度;
⑤合理安排工序进行薄层浇灌,以利散热;
⑥合理分层分块,对较长结构留后浇缝,隔40天再浇灌混凝土,减少约束范围;对岩石地基或厚大的老混凝土垫层,应用油毡作隔离层,清除嵌固作用;
⑦加强混凝土养护,适当延长养护和脱模时间;
⑧适当配置温度筋。
3、沉陷裂缝的控制
①避免直接在松土或填土上制作构件,如确实需要,必须经夯实处理后作预制场地;
②保证模板有足够的强度和刚度,并使地基受力均匀;
③加强对浇灌中的模板和地基检查;
④做好周围的排水工作,防止水管漏水,或以浸泡的方法养护地基;
⑤拆模时间和顺序按规定进行。
三、结束语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、混凝土的养护等各个环节,通过改善混凝土的质量并采取有效的浇注后防治措施,混凝土的裂缝现象是可以避免的。
参考文献:
[1]戴烽滔;大体积混凝土结构裂缝的分析与对策册.四川建筑科学研究2007(01).
[2]鲍永宏;高层建筑中混凝土施工的技术特点及实例田.科技经济市场20,06(08).
[3]曾飞;浅谈混凝土早期裂缝的成因与控制[J].广东科技。2006(03).