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【摘 要】 混凝土属于一种脆性材料,其本身抗拉能力十分低,在混凝土施工与应用的过程中,如出现温度、湿度变化,或地基沉降等问题,容易引起混凝土裂缝。这些裂缝的存在不但容易影响建筑物美观性和使用功能,而且也容易造成建筑物整体性与安全性受损。因此在施工中对常见裂缝加以防治就显得十分必要和迫切。在本文中,从以下几个方面对混凝土结构裂缝成因进行较为全面的分析,对混凝土结构裂缝控制方法进行了探讨。
【关键词】 建筑;混凝土;结构;裂缝
1.混凝土裂缝产生的主要原因
1.1设计因素
在混凝土结构设计时,缺乏计算或漏算,设计结构受力情况与实际受力情况存在较大差异;混凝土配筋计算失误、结构设计刚度不足等,都可能引起混凝土结构裂缝。
1.2材料因素
混凝土原材料質量不符合设计要求会导致产生混凝土裂缝,尤其是水泥型号的选择,水泥型号的应用,需要根据施工温度、湿度与施工部位的不同,科学选择不同型号水泥。在砂石集料应用上,应严格控制其级配及粒径,保证含泥量在设计要求范围内。如混凝土材料应用存在着质量问题,会导致结构裂缝产生。
1.3地基不均匀沉降
如出现地基不均匀沉降等问题,则会在拉应力作用下,导致混凝土结构裂缝产生,其裂缝反向、大小及深度与地基沉降范围及程度存在着直接关系。因基础沉降所带来的应力较大,其所引起的混凝土结构裂缝,多为贯穿性裂缝,对建筑质量影响很大。
1.4施工因素
在混凝土施工过程中,随着水分蒸发、混凝土干缩,容易产生混凝土裂缝;混凝土搅拌工艺、运输、浇筑与振捣,一旦某一个环节或多个环节出现施工质量问题,都容易引发混凝土裂缝;在混凝土浇筑过程中,如模板构造不合理,或出现模板支持刚度不足,过早拆模等,都可能会造成混凝土裂缝产生;混凝土施工过程中钢筋出现碰撞移位现象,导致混凝土裂缝产生;如振捣不充分,出现漏振现象等,导致混凝土密实度不均,导致裂缝产生;完成混凝土浇筑后,缺乏有效养护,或养护时间不够,均可能会引起裂缝产生。
1.5结构受荷因素
施工超载、早期受震、施工不当等,均可能会导致混凝土结构受荷裂缝。结构受荷裂缝最为常见的如钢筋混凝土梁板结构等构件,在一定荷载的影响下,会产生不同程度裂缝。
1.6湿度变形裂缝与温度裂缝
在混凝土硬化的过程中,其体积出现收缩,在收缩作用影响下,混凝土构件内部出现拉应力,早期混凝土其强度较低,收缩值最大。如在早期缺乏对混凝土构件的有效养护,十分容易出现收缩裂缝。在混凝土浇筑后,需要释放较大的水化热,如混凝土内部温度较高,而外界环境温度较低,则会形成较大的内外温差,在温差影响下,产生温度裂缝。
温度裂缝的产生多在于大体积混凝土表面或者温度差变化较大的地区,在这些混凝土结构施工中由于混凝土内外温度变化和差异较大,受到热胀冷缩的影响而使得混凝土表面出现了裂缝,这种裂缝通常都只是在混凝土表面较浅的范围内产生。
1.7徐变裂缝
徐变变形指的是除瞬时弹性变形以外,变形值随时间延长而不断增加的一种变形现象。如受弯构件,在徐变变形影响下,其变形值可以增长到原来变形值的3倍左右;变形量增加并对混凝土结构造成影响,产生裂缝。除了以上几点以外,混凝土水灰比较大、施工缝设置不合理、后期施工扰动等,也是导致混凝土结构裂缝出现的主要原因。
1.8沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生主要是由于结构地基土质不达标、质量不合理,在施工的过程中出现土质不均、疏松或者回填土不实等不均匀沉降现象;也有的裂缝是由于在工程施工的过程中模板刚度不足,支撑间距过大或者模板底部出现松动导致混凝土在振捣中出现了影响。
2.混凝土结构裂缝控制方法
2.1混凝土材料的应用
混凝土材料质量直接影响着混凝土施工质量,在原材料的选择与应用上,应充分保证其满足施工及设计要求。在选择水泥时,应尽量选择水化热较低,收缩量偏低的水泥,在保证混凝土性能的基础上,降低水泥用量,对进入到施工现场的水泥性能及各项指标进行检验,禁止应用不符合设计要求的水泥;在集料应用中,针对细骨料,需要严格控制其含泥量,粗集料应为质地坚硬的石料,保证其级配符合设计要求,严格控制孔隙率,保证集料中不含有害物质等杂质;在混凝土中掺入化学添加剂,可以改善混凝土性能,如应用减水剂,可以降低用水量,减少混凝土收缩量,从而避免混凝土裂缝。
2.2优化配合比
混凝土配合比的科学性与合理性,直接影响着混凝土整体性能,影响着混凝土施工的经济性。水化热较大引起温度裂缝是混凝土结构裂缝的重要成因,降低水化热,可以从优化混凝土配合比入手,降低水灰比,明确水泥用量与水用量,避免出现混凝土质量问题。
2.3配筋设计
按照工程施工要求,合理进行混凝土钢筋配置工作,在进行钢筋配置过程中,应充分考虑钢筋品种、钢筋规格以及钢筋数量,对构件性能进行评估;按照施工图纸,确定钢筋配置位置,避免出现钢筋错位等现象,减少混凝土开裂。
2.4模板施工
在混凝土模板施工中,需要从以下几点,进行混凝土结构裂缝控制:在浇筑混凝土之前,需要保持模板及基层充分湿润;模板设计与制作合理,保证模板拥有足够的刚度及强度,防止在浇筑混凝土过程中出现位移或变形,导致混凝土裂缝;合理控制拆模时间,在混凝土增长到一定强度后,方可进行拆模作业,并按照规定次序进行拆模作业。
2.5混凝土浇筑
在混凝土浇筑作业时,应根据混凝土坍落度,合理控制振捣时间,一般混凝土振捣时间为40s,保证振捣均匀,避免出现过振或漏振等现象。在混凝土初凝前后时间,应采取二次振捣作业及二次抹面技术,通过二次振捣,将混凝土内部中水分及气泡等排除,尤其是针对泌水性较大的混凝土,其浇筑作业应排除泌水,进行二次振捣作业,从而避免因沉降收缩所引起的混凝土裂缝。对于水泥用量较大的混凝土,在其施工中需要充分考虑水泥水化热问题,采取措施合理控制混凝土内外温差,一般需要保证混凝土内外温差在25℃以内。为进行温差控制,需要在混凝土施工过程中预埋测温设备,如水银温度计等,如温差较大,需要采取通风排热,埋设散热孔等措施进行降温,从而减少温度裂缝产生。
2.6做好养护措施
在完成混凝土浇筑作业后,应及时采取养护措施,在混凝土终凝之前,保持混凝土表面处于湿润状态,并在混凝土没有完全干燥之前,采取覆盖措施,并进行洒水养护,养护时间应在7d以上;如在混凝土施工中掺有缓凝剂等化学添加剂,则在其养护时间应延长到14d以上。在混凝土养护期间,应对其内部温度进行测量,避免内外温差较大。
3.结语
混凝土结构裂缝是混凝土施工常见的质量问题,裂缝的出现与发展,会对混凝土结构的承载力、耐久性及综合性能造成严重影响,为此,需要研究混凝土结构裂缝成因,并采取措施,控制混凝土结构裂缝。在本文中,从设计因素、材料因素、地基不均匀沉降、施工因素、结构受荷因素、湿度变形裂缝与温度裂缝、徐变裂缝等方面对混凝土结构裂缝成因进行分析,并提出混凝土控制方法。通过合理的裂缝控制措施,可以有效减少裂缝,实现混凝土结构施工的综合效益。
参考文献:
[1]邵建达,茅铁君.混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施[J].中国高新技术企业,2010(07):138-140.
[2]黄干琦.浅谈工业与民用建筑混凝土结构裂缝形成原因与控制措施[J].科技创业家,2011(08):135.
[3]倪静函.混凝土结构裂缝的成因及控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013(22).
[4]张广辉.混凝土结构裂缝的成因及控制措施研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(15).
[5]刘少鹏.浅谈混凝土结构裂缝在施工过程中的控制[J].城市建设理论研究(电子版),2011(16)
【关键词】 建筑;混凝土;结构;裂缝
1.混凝土裂缝产生的主要原因
1.1设计因素
在混凝土结构设计时,缺乏计算或漏算,设计结构受力情况与实际受力情况存在较大差异;混凝土配筋计算失误、结构设计刚度不足等,都可能引起混凝土结构裂缝。
1.2材料因素
混凝土原材料質量不符合设计要求会导致产生混凝土裂缝,尤其是水泥型号的选择,水泥型号的应用,需要根据施工温度、湿度与施工部位的不同,科学选择不同型号水泥。在砂石集料应用上,应严格控制其级配及粒径,保证含泥量在设计要求范围内。如混凝土材料应用存在着质量问题,会导致结构裂缝产生。
1.3地基不均匀沉降
如出现地基不均匀沉降等问题,则会在拉应力作用下,导致混凝土结构裂缝产生,其裂缝反向、大小及深度与地基沉降范围及程度存在着直接关系。因基础沉降所带来的应力较大,其所引起的混凝土结构裂缝,多为贯穿性裂缝,对建筑质量影响很大。
1.4施工因素
在混凝土施工过程中,随着水分蒸发、混凝土干缩,容易产生混凝土裂缝;混凝土搅拌工艺、运输、浇筑与振捣,一旦某一个环节或多个环节出现施工质量问题,都容易引发混凝土裂缝;在混凝土浇筑过程中,如模板构造不合理,或出现模板支持刚度不足,过早拆模等,都可能会造成混凝土裂缝产生;混凝土施工过程中钢筋出现碰撞移位现象,导致混凝土裂缝产生;如振捣不充分,出现漏振现象等,导致混凝土密实度不均,导致裂缝产生;完成混凝土浇筑后,缺乏有效养护,或养护时间不够,均可能会引起裂缝产生。
1.5结构受荷因素
施工超载、早期受震、施工不当等,均可能会导致混凝土结构受荷裂缝。结构受荷裂缝最为常见的如钢筋混凝土梁板结构等构件,在一定荷载的影响下,会产生不同程度裂缝。
1.6湿度变形裂缝与温度裂缝
在混凝土硬化的过程中,其体积出现收缩,在收缩作用影响下,混凝土构件内部出现拉应力,早期混凝土其强度较低,收缩值最大。如在早期缺乏对混凝土构件的有效养护,十分容易出现收缩裂缝。在混凝土浇筑后,需要释放较大的水化热,如混凝土内部温度较高,而外界环境温度较低,则会形成较大的内外温差,在温差影响下,产生温度裂缝。
温度裂缝的产生多在于大体积混凝土表面或者温度差变化较大的地区,在这些混凝土结构施工中由于混凝土内外温度变化和差异较大,受到热胀冷缩的影响而使得混凝土表面出现了裂缝,这种裂缝通常都只是在混凝土表面较浅的范围内产生。
1.7徐变裂缝
徐变变形指的是除瞬时弹性变形以外,变形值随时间延长而不断增加的一种变形现象。如受弯构件,在徐变变形影响下,其变形值可以增长到原来变形值的3倍左右;变形量增加并对混凝土结构造成影响,产生裂缝。除了以上几点以外,混凝土水灰比较大、施工缝设置不合理、后期施工扰动等,也是导致混凝土结构裂缝出现的主要原因。
1.8沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生主要是由于结构地基土质不达标、质量不合理,在施工的过程中出现土质不均、疏松或者回填土不实等不均匀沉降现象;也有的裂缝是由于在工程施工的过程中模板刚度不足,支撑间距过大或者模板底部出现松动导致混凝土在振捣中出现了影响。
2.混凝土结构裂缝控制方法
2.1混凝土材料的应用
混凝土材料质量直接影响着混凝土施工质量,在原材料的选择与应用上,应充分保证其满足施工及设计要求。在选择水泥时,应尽量选择水化热较低,收缩量偏低的水泥,在保证混凝土性能的基础上,降低水泥用量,对进入到施工现场的水泥性能及各项指标进行检验,禁止应用不符合设计要求的水泥;在集料应用中,针对细骨料,需要严格控制其含泥量,粗集料应为质地坚硬的石料,保证其级配符合设计要求,严格控制孔隙率,保证集料中不含有害物质等杂质;在混凝土中掺入化学添加剂,可以改善混凝土性能,如应用减水剂,可以降低用水量,减少混凝土收缩量,从而避免混凝土裂缝。
2.2优化配合比
混凝土配合比的科学性与合理性,直接影响着混凝土整体性能,影响着混凝土施工的经济性。水化热较大引起温度裂缝是混凝土结构裂缝的重要成因,降低水化热,可以从优化混凝土配合比入手,降低水灰比,明确水泥用量与水用量,避免出现混凝土质量问题。
2.3配筋设计
按照工程施工要求,合理进行混凝土钢筋配置工作,在进行钢筋配置过程中,应充分考虑钢筋品种、钢筋规格以及钢筋数量,对构件性能进行评估;按照施工图纸,确定钢筋配置位置,避免出现钢筋错位等现象,减少混凝土开裂。
2.4模板施工
在混凝土模板施工中,需要从以下几点,进行混凝土结构裂缝控制:在浇筑混凝土之前,需要保持模板及基层充分湿润;模板设计与制作合理,保证模板拥有足够的刚度及强度,防止在浇筑混凝土过程中出现位移或变形,导致混凝土裂缝;合理控制拆模时间,在混凝土增长到一定强度后,方可进行拆模作业,并按照规定次序进行拆模作业。
2.5混凝土浇筑
在混凝土浇筑作业时,应根据混凝土坍落度,合理控制振捣时间,一般混凝土振捣时间为40s,保证振捣均匀,避免出现过振或漏振等现象。在混凝土初凝前后时间,应采取二次振捣作业及二次抹面技术,通过二次振捣,将混凝土内部中水分及气泡等排除,尤其是针对泌水性较大的混凝土,其浇筑作业应排除泌水,进行二次振捣作业,从而避免因沉降收缩所引起的混凝土裂缝。对于水泥用量较大的混凝土,在其施工中需要充分考虑水泥水化热问题,采取措施合理控制混凝土内外温差,一般需要保证混凝土内外温差在25℃以内。为进行温差控制,需要在混凝土施工过程中预埋测温设备,如水银温度计等,如温差较大,需要采取通风排热,埋设散热孔等措施进行降温,从而减少温度裂缝产生。
2.6做好养护措施
在完成混凝土浇筑作业后,应及时采取养护措施,在混凝土终凝之前,保持混凝土表面处于湿润状态,并在混凝土没有完全干燥之前,采取覆盖措施,并进行洒水养护,养护时间应在7d以上;如在混凝土施工中掺有缓凝剂等化学添加剂,则在其养护时间应延长到14d以上。在混凝土养护期间,应对其内部温度进行测量,避免内外温差较大。
3.结语
混凝土结构裂缝是混凝土施工常见的质量问题,裂缝的出现与发展,会对混凝土结构的承载力、耐久性及综合性能造成严重影响,为此,需要研究混凝土结构裂缝成因,并采取措施,控制混凝土结构裂缝。在本文中,从设计因素、材料因素、地基不均匀沉降、施工因素、结构受荷因素、湿度变形裂缝与温度裂缝、徐变裂缝等方面对混凝土结构裂缝成因进行分析,并提出混凝土控制方法。通过合理的裂缝控制措施,可以有效减少裂缝,实现混凝土结构施工的综合效益。
参考文献:
[1]邵建达,茅铁君.混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施[J].中国高新技术企业,2010(07):138-140.
[2]黄干琦.浅谈工业与民用建筑混凝土结构裂缝形成原因与控制措施[J].科技创业家,2011(08):135.
[3]倪静函.混凝土结构裂缝的成因及控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2013(22).
[4]张广辉.混凝土结构裂缝的成因及控制措施研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(15).
[5]刘少鹏.浅谈混凝土结构裂缝在施工过程中的控制[J].城市建设理论研究(电子版),2011(16)