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【摘 要】 混凝土裂缝产生的原因有很多,治理具有较高的难度,应该根据混凝土工程施工的过程,科学、合理地开展对混凝土裂缝的预防和处理工作。本文根据混凝土工程的施工和技术工作,分析和归纳的了混凝土裂缝的类型和产生原因,提出了预防混凝土裂缝的措施,并结合混凝土施工经验,提供了处理混凝土裂缝的方法,希望通过对混凝土裂缝防控工作的梳理提升混凝土工程的施工管理和技术水平,确保混凝土结构对整体工程功能更加完整的实现。
【关键词】 硅施工;裂缝;产生原因;防止措施
引言:
混凝土裂缝的解决既是一个技术问题,又是一项长期的积累过程,要根据混凝土工程的施工和技术工作,在分析和归纳混凝土裂缝的类型和产生原因的基础上,提出预防和处理混凝土裂缝的方向,在结合混凝土施工经验的前提下,探寻实际操作中预防和处理混凝土裂缝的方法,形成对混凝土裂缝防控工作管理和技术方面的支持和基础,确保混凝土结构对于整体工程的功能实现。
一、混凝土沉裂缝及形成原因
1、混凝土沉降收缩裂缝成因
混凝土沉降收缩裂缝的产生主要是由于结构地基回填土不实、土质不匀、土质松软或浸水而造成不均匀沉降所致,模板支撑间距过大、模板刚度不足或支撑底部松动等原因也会造成沉降收缩裂缝。沉降收缩裂缝主要分为竖向裂缝、斜裂缝和窗间墙水平裂缝三种。竖向裂缝主要出现在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝呈下窄上宽状态;斜裂缝一般出现在纵墙的两端,大多数裂缝会通过窗口的两个对角向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展,斜裂缝大部分集中在墙体下部,随着向上逐渐会减少,这种裂缝常常在房屋建成不久后就会出现,数量会随着时间而渐渐增多;窗间墙水平裂缝一般出现在窗间墙的上下对角处,沉降小的一边裂缝在上,沉降大的一边裂缝在下。
2、温度裂缝的成因
温度裂缝是由硅内部与表面或硅与外界的温差引起的。硅结构,特别是大体积硅浇注后,水泥水化放热,内部温度不断升高,与表面温差加大,而导致内外变形不一,表面硅受内部硅约束,产生很大的拉应力,而硅早期的强度低,因而出现裂缝。但这种温差仅在表面上,离开表面就很快减弱,因此裂缝旨在表面较小范围内出现。大体积硅浇注后,水泥水化使内部温度升高,如硅与地基或其他外部隔离措施的约束,当硅冷却收缩,全部或部分受地基、垫层或其他结构约束时,会在硅内部产生很大的应力,造成硅开裂。这类裂缝较深,有时可能出现贯穿性裂缝,引起结构破坏。
3、塑性收縮裂缝的形成原因
把新拌混凝土暴露于高蒸发速度条件下是形成混凝土塑性收缩裂缝的主要原因,混凝土在浇筑后的最初几个小时,在干燥或炎热等因素下,当蒸发的速度超过泌水达到表面的速度时,在靠近混凝土表面的粒子(骨料和水泥)之间的水中将形成复杂的弯月面体系。因这些条件下所产生的毛细作用,使液体状态的压力得到发展,由此出现塑性收缩裂缝。混凝土塑性裂缝较多出现在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面,塑性收缩指混凝土在凝结之前因表面失水较快而产生收缩。塑性收缩裂缝多呈两端细、中间宽且不连贯,长短不一的状态。
4、混凝土配比不当
混凝土裂缝也有很大一部分是由于配置比例不当引起的。有些施工单位由于经验不足,未根据现场砂、石的含水率及时进行配合比的调整,施工过程中未严格按配合比进行配料或计量不准确,或未严格按规定进行配合比设计等,都会导致在水泥水化热之后有过多的水分残留在混凝土中,然后形成了水泡或是在水分蒸发后留下气孔,大大降低了混凝土的实际抗荷载能力。从力学角度进行分析,混凝土中的水泡和气孔在荷载作用下,十分容易因为应力的集中造成楼板表面的混凝土裂缝。
5、设计不周全
例如:由于计算的错误、梁的跨度过于大、截面不太够、高度偏小、板太薄或受力钢筋的截面较小、节点不恰当、配筋的位置不合理、结构构件的断面因开洞或突变、留槽导致的应力过于集中、构造的处理不太恰当、次梁与现浇主梁的交接处如果没有架设附加的吊筋或附加的箍筋以及各种的结构缝设置的不合理等各种因素都很容易导致混凝土产生裂缝。另一方面,设计人员在对混凝土的受弯构件上的配筋进行计算的过程中,往往只会根据其承载的能力对配筋的数量进行确定,而常常忽略了对正常阶段构件使用时的承受的荷载能力,从而引起的裂缝宽度以及挠度进行的验算,由此而导致在荷载作用下使得结构产生了裂缝。
二、混凝土裂缝的预防措施
1、温度控制的措施
(1)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m2,并降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
(2)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
(3)选择级配良好的骨料,骨料在混凝土中所占比例一般是混凝土绝对体种的80-83%,因此在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
(4)适当选用高效减水剂和引气剂,这对于减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的热学、力学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
(5)加强混凝土养护,混凝土在浇筑后,应及时用湿润的草帘等物覆盖,并注意混凝土的洒水养护,适当地延长养护时间。在寒冷的季节,混凝土表面应采取保温措施,以防混凝土受到寒潮袭击。
(6)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,要合理安排施工工序,分块、分层浇筑,以利于散热,减少约束。
(7)改善混凝土的搅拌加工工艺,在原有三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度,在高温季节浇筑时可采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土温度上升。
(8)在配置混凝土时可往里掺入少量的钢筋或者纤维材料,将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。 2、干缩裂缝的预防
首先,选用收缩量较小的水泥,降低水泥的用量。其次,混凝土配合比设计中应控制好水灰比,适量添加减水剂。其三,严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。其四,加强混凝土的早期养护。最后,在特殊混凝土结构中应该设置收缩缝预防干缩裂缝的产生。
3、塑性收缩裂缝的预防
首先,控制水泥的品质,选用干缩值较小早期强度较高的水泥,一般以硅酸盐或普通硅酸盐为主。其次,添加减水剂提高混凝土坍落度、和易性,降低水和水泥的用量。其三,做好模板和基层的湿润。其四,及时对混凝土构件进行覆盖和保护,在特殊天气要做好保温和保湿。
4、科学进行混凝土原料的配比
配制过程中如采用了吸收率较大的骨料,在骨料含泥量较大、干缩较大时,混凝土的千缩性也会大大增加,因此应严格控制原材料的质量;根据结构的要求及现场的实际情况选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。严格按规定进行配合比设计,同时也要求混凝土配比设计人员与管理人员要进行施工现场的实地考察,综合分析施工现场的砂石含水率、浇捣工艺、操作水平和构件截面等多种因素,及时调整配合比,并严格按配合比进行配料,另外,为增强混凝土的和易性、可泵性、抗渗性和抗离析能力,可以在混凝土中掺加一定量的粉煤灰或者高效减水剂,而且能够减少渗水现象,减少混凝土裂缝。
三、混凝土裂缝的处理措施
在建筑工程中由于各种的原因最终都会导致混凝土出现裂缝。工程中混凝土出现了裂缝要及时的进行处理,避免其造成更大的损失与危害。具体的措施如下:
(1)一般对于混凝土板表面上出现的龟裂,可以先清洗干净裂缝,等到干燥后再灌入环氧树脂浆液到裂缝中,最后用表面涂刷进行封闭。若仅仅是以防水为目的的,可采用的方法是进行涂刷沥青。若在施工的过程中,沥青终凝前出现了龟裂,可用抹压的方法再处理一遍。
(2)对于其它的裂缝进行处理,其施工的顺序是:首先进行板缝的清洗,之后用1:1或1:2的水泥砂浆进行补缝,然后进行压平,最后对其进行养护。
(3)若产生的裂缝比较大的时候,可沿混凝土的裂缝在混凝土的表面凿成U形或V形的槽,冲洗干净之后,用2:1的水泥砂浆进行抹平,还可以使用沥青或树脂砂浆等材料进行填充,填充之后等到填充的材料充分的硬化后,用抛光机或砂轮磨光其表面。
(4)当裂缝的宽度比较小并且比较深的时候,采用在混凝土的内部注入修补的材料的措施,首先要在裂缝处安置注入材料的用管,再用表面处理的方法对其他的部位进行封住,注入的材料是低粘度的环氧树脂,用手动泵或电动泵进行注入的修补,这种措施是当裂缝的宽度大于0.2mm的时候采用,效果比较好。
(5)对于一些比较危险的结构裂缝(即裂缝的宽度大于0.3mm),可以采用改性的环氧树脂粘结剂,将型钢或钢板粘结到构件的混凝土裂缝的部位表面上,使得混凝土与型钢或钢板连接成一个整体进行共同工作。或者采用圆钢或者是扁钢制成的斜形或垂直的钢箍,两端要留有螺纹,在钢板套入之后再用螺母将其拧紧。这种方法适合用于修补弯起筋不足以及补强梁内特长箍筋,达不到抗剪的要求等情况。
(6)混凝土严重损坏的时候,可以采用混凝土置换法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结束语
综上所述,混凝土裂缝是在混凝土结构中普遍存在的一种现象,已然成为现階段影响建筑工程质量的首要因素,混凝土裂缝的成因,不仅与设计、施工等环节有关,而且与混凝土的养护、使用等紧密联系。为了保证混凝土的质量能得到更有效控制,施工方应该针对混凝土裂缝进行认真研究,进行区别并分别采用相关的手段方法进行处理,在施工时采取各种有效措施来预防混凝土裂缝的出现,尽最大可能的减少裂缝情况的产生,最终实现保证建筑本身的耐久性和结构稳定性,从而推动我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]程健.浅论混凝土裂缝产生原因及处理措施[J].安徽建筑.2010年.
[2]黄尚荣.分析建筑工程混凝土施工过程裂缝产生的原因与预防措施[J].建材发展导向,2011年.
[3]刘志勇.南方地区高层建筑地下室混凝土施工裂缝的成因及预防措施再探讨[J].科技风,2012年.
[4]孙建挺.关于新时期下混凝土裂缝产生原因及预防措施的探讨[J].中华民居,2011年.
【关键词】 硅施工;裂缝;产生原因;防止措施
引言:
混凝土裂缝的解决既是一个技术问题,又是一项长期的积累过程,要根据混凝土工程的施工和技术工作,在分析和归纳混凝土裂缝的类型和产生原因的基础上,提出预防和处理混凝土裂缝的方向,在结合混凝土施工经验的前提下,探寻实际操作中预防和处理混凝土裂缝的方法,形成对混凝土裂缝防控工作管理和技术方面的支持和基础,确保混凝土结构对于整体工程的功能实现。
一、混凝土沉裂缝及形成原因
1、混凝土沉降收缩裂缝成因
混凝土沉降收缩裂缝的产生主要是由于结构地基回填土不实、土质不匀、土质松软或浸水而造成不均匀沉降所致,模板支撑间距过大、模板刚度不足或支撑底部松动等原因也会造成沉降收缩裂缝。沉降收缩裂缝主要分为竖向裂缝、斜裂缝和窗间墙水平裂缝三种。竖向裂缝主要出现在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝呈下窄上宽状态;斜裂缝一般出现在纵墙的两端,大多数裂缝会通过窗口的两个对角向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展,斜裂缝大部分集中在墙体下部,随着向上逐渐会减少,这种裂缝常常在房屋建成不久后就会出现,数量会随着时间而渐渐增多;窗间墙水平裂缝一般出现在窗间墙的上下对角处,沉降小的一边裂缝在上,沉降大的一边裂缝在下。
2、温度裂缝的成因
温度裂缝是由硅内部与表面或硅与外界的温差引起的。硅结构,特别是大体积硅浇注后,水泥水化放热,内部温度不断升高,与表面温差加大,而导致内外变形不一,表面硅受内部硅约束,产生很大的拉应力,而硅早期的强度低,因而出现裂缝。但这种温差仅在表面上,离开表面就很快减弱,因此裂缝旨在表面较小范围内出现。大体积硅浇注后,水泥水化使内部温度升高,如硅与地基或其他外部隔离措施的约束,当硅冷却收缩,全部或部分受地基、垫层或其他结构约束时,会在硅内部产生很大的应力,造成硅开裂。这类裂缝较深,有时可能出现贯穿性裂缝,引起结构破坏。
3、塑性收縮裂缝的形成原因
把新拌混凝土暴露于高蒸发速度条件下是形成混凝土塑性收缩裂缝的主要原因,混凝土在浇筑后的最初几个小时,在干燥或炎热等因素下,当蒸发的速度超过泌水达到表面的速度时,在靠近混凝土表面的粒子(骨料和水泥)之间的水中将形成复杂的弯月面体系。因这些条件下所产生的毛细作用,使液体状态的压力得到发展,由此出现塑性收缩裂缝。混凝土塑性裂缝较多出现在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面,塑性收缩指混凝土在凝结之前因表面失水较快而产生收缩。塑性收缩裂缝多呈两端细、中间宽且不连贯,长短不一的状态。
4、混凝土配比不当
混凝土裂缝也有很大一部分是由于配置比例不当引起的。有些施工单位由于经验不足,未根据现场砂、石的含水率及时进行配合比的调整,施工过程中未严格按配合比进行配料或计量不准确,或未严格按规定进行配合比设计等,都会导致在水泥水化热之后有过多的水分残留在混凝土中,然后形成了水泡或是在水分蒸发后留下气孔,大大降低了混凝土的实际抗荷载能力。从力学角度进行分析,混凝土中的水泡和气孔在荷载作用下,十分容易因为应力的集中造成楼板表面的混凝土裂缝。
5、设计不周全
例如:由于计算的错误、梁的跨度过于大、截面不太够、高度偏小、板太薄或受力钢筋的截面较小、节点不恰当、配筋的位置不合理、结构构件的断面因开洞或突变、留槽导致的应力过于集中、构造的处理不太恰当、次梁与现浇主梁的交接处如果没有架设附加的吊筋或附加的箍筋以及各种的结构缝设置的不合理等各种因素都很容易导致混凝土产生裂缝。另一方面,设计人员在对混凝土的受弯构件上的配筋进行计算的过程中,往往只会根据其承载的能力对配筋的数量进行确定,而常常忽略了对正常阶段构件使用时的承受的荷载能力,从而引起的裂缝宽度以及挠度进行的验算,由此而导致在荷载作用下使得结构产生了裂缝。
二、混凝土裂缝的预防措施
1、温度控制的措施
(1)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m2,并降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
(2)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
(3)选择级配良好的骨料,骨料在混凝土中所占比例一般是混凝土绝对体种的80-83%,因此在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
(4)适当选用高效减水剂和引气剂,这对于减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的热学、力学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
(5)加强混凝土养护,混凝土在浇筑后,应及时用湿润的草帘等物覆盖,并注意混凝土的洒水养护,适当地延长养护时间。在寒冷的季节,混凝土表面应采取保温措施,以防混凝土受到寒潮袭击。
(6)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,要合理安排施工工序,分块、分层浇筑,以利于散热,减少约束。
(7)改善混凝土的搅拌加工工艺,在原有三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度,在高温季节浇筑时可采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土温度上升。
(8)在配置混凝土时可往里掺入少量的钢筋或者纤维材料,将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。 2、干缩裂缝的预防
首先,选用收缩量较小的水泥,降低水泥的用量。其次,混凝土配合比设计中应控制好水灰比,适量添加减水剂。其三,严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。其四,加强混凝土的早期养护。最后,在特殊混凝土结构中应该设置收缩缝预防干缩裂缝的产生。
3、塑性收缩裂缝的预防
首先,控制水泥的品质,选用干缩值较小早期强度较高的水泥,一般以硅酸盐或普通硅酸盐为主。其次,添加减水剂提高混凝土坍落度、和易性,降低水和水泥的用量。其三,做好模板和基层的湿润。其四,及时对混凝土构件进行覆盖和保护,在特殊天气要做好保温和保湿。
4、科学进行混凝土原料的配比
配制过程中如采用了吸收率较大的骨料,在骨料含泥量较大、干缩较大时,混凝土的千缩性也会大大增加,因此应严格控制原材料的质量;根据结构的要求及现场的实际情况选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。严格按规定进行配合比设计,同时也要求混凝土配比设计人员与管理人员要进行施工现场的实地考察,综合分析施工现场的砂石含水率、浇捣工艺、操作水平和构件截面等多种因素,及时调整配合比,并严格按配合比进行配料,另外,为增强混凝土的和易性、可泵性、抗渗性和抗离析能力,可以在混凝土中掺加一定量的粉煤灰或者高效减水剂,而且能够减少渗水现象,减少混凝土裂缝。
三、混凝土裂缝的处理措施
在建筑工程中由于各种的原因最终都会导致混凝土出现裂缝。工程中混凝土出现了裂缝要及时的进行处理,避免其造成更大的损失与危害。具体的措施如下:
(1)一般对于混凝土板表面上出现的龟裂,可以先清洗干净裂缝,等到干燥后再灌入环氧树脂浆液到裂缝中,最后用表面涂刷进行封闭。若仅仅是以防水为目的的,可采用的方法是进行涂刷沥青。若在施工的过程中,沥青终凝前出现了龟裂,可用抹压的方法再处理一遍。
(2)对于其它的裂缝进行处理,其施工的顺序是:首先进行板缝的清洗,之后用1:1或1:2的水泥砂浆进行补缝,然后进行压平,最后对其进行养护。
(3)若产生的裂缝比较大的时候,可沿混凝土的裂缝在混凝土的表面凿成U形或V形的槽,冲洗干净之后,用2:1的水泥砂浆进行抹平,还可以使用沥青或树脂砂浆等材料进行填充,填充之后等到填充的材料充分的硬化后,用抛光机或砂轮磨光其表面。
(4)当裂缝的宽度比较小并且比较深的时候,采用在混凝土的内部注入修补的材料的措施,首先要在裂缝处安置注入材料的用管,再用表面处理的方法对其他的部位进行封住,注入的材料是低粘度的环氧树脂,用手动泵或电动泵进行注入的修补,这种措施是当裂缝的宽度大于0.2mm的时候采用,效果比较好。
(5)对于一些比较危险的结构裂缝(即裂缝的宽度大于0.3mm),可以采用改性的环氧树脂粘结剂,将型钢或钢板粘结到构件的混凝土裂缝的部位表面上,使得混凝土与型钢或钢板连接成一个整体进行共同工作。或者采用圆钢或者是扁钢制成的斜形或垂直的钢箍,两端要留有螺纹,在钢板套入之后再用螺母将其拧紧。这种方法适合用于修补弯起筋不足以及补强梁内特长箍筋,达不到抗剪的要求等情况。
(6)混凝土严重损坏的时候,可以采用混凝土置换法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结束语
综上所述,混凝土裂缝是在混凝土结构中普遍存在的一种现象,已然成为现階段影响建筑工程质量的首要因素,混凝土裂缝的成因,不仅与设计、施工等环节有关,而且与混凝土的养护、使用等紧密联系。为了保证混凝土的质量能得到更有效控制,施工方应该针对混凝土裂缝进行认真研究,进行区别并分别采用相关的手段方法进行处理,在施工时采取各种有效措施来预防混凝土裂缝的出现,尽最大可能的减少裂缝情况的产生,最终实现保证建筑本身的耐久性和结构稳定性,从而推动我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]程健.浅论混凝土裂缝产生原因及处理措施[J].安徽建筑.2010年.
[2]黄尚荣.分析建筑工程混凝土施工过程裂缝产生的原因与预防措施[J].建材发展导向,2011年.
[3]刘志勇.南方地区高层建筑地下室混凝土施工裂缝的成因及预防措施再探讨[J].科技风,2012年.
[4]孙建挺.关于新时期下混凝土裂缝产生原因及预防措施的探讨[J].中华民居,2011年.