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[建筑工程中混凝土结构的裂缝控制] 混凝土结构裂缝规范

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:混凝土结构裂缝一直现代建筑工程中不可避免的问题,它对混凝土结构的功能使用和耐用具有重要的影响。文章对建筑工程中比较常见的裂缝进行了简要的介绍,并分析了原因,最后对其控制措施作了简要的探讨。
  
  关键词:建筑工程;混凝土;裂缝;成因;控制
  随着近年来我国经济的快速发展,城市建设中商品混凝土的使用量越来越大,但由于各种原因,建筑工程施工中的混凝土裂缝问题也不断突出,这给建筑安全带来的负面影响,因此,从选材、设计以及施工方面等控制裂缝具有重要的现实意义。
  一、建筑工程施工中混凝土的裂缝种类
   (一)温度裂缝
  混凝土施工中,水泥在硬化期间会释放出许多水化热,导致结构内部温度增高,同时混凝土表面降温快,导致内外温差过大,从而在表面形成拉应力。当这些拉应力超过混凝土的抗拉能力时,裂缝便出现了,也就是说温度变化时,拉应力是引起温度裂缝最主要原因,这也是其区别于其他裂缝的主要特征。一般来说,这种裂缝冬季较宽,夏季较窄,它不断的腐蚀建筑内的钢筋,导致混凝土碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力。
  (二)塑性收缩裂缝
  所谓塑性收缩裂缝指的是在混凝土凝结之前,表面因为失水过快而产生的收缩。这种收缩一般在干热和大风天气出现的比较多,裂缝通常形状呈梭型,即中间宽,两头窄,相互间不连贯且长短不一样,比如,裂缝长时可达2-3米,宽度达0.5厘米,而较短的通常长为20-30厘米左右。这些裂缝是混凝土抗渗性和耐久性下降的罪魁祸首。
  (三)沉陷裂缝
  沉陷裂缝主要是由结构地基土质问题,如地基不实、地基浸水等因素,或者是因为结构模板刚度不达标,导致模板支撑出现问题,如模板底部支撑不实、间距不合适等等。这种裂缝在冬天施工时表现的比较明显,这是因为在冬季,模板开始是支撑在冻土上面的,而天气回暖冻土解冻后就会产生不均匀的沉降现象,从而产生了裂缝。此种类型的裂缝外形多为深进式和贯穿性,走向随沉陷情况而定,通常是与地面垂直或者呈与地面40度角,其裂缝大小和宽度一般是与沉降的程度一致的。这种裂缝最明显的特点是其温度敏感性小,在地基稳定后,裂缝也变得稳定。
  (四)化学反应裂缝
  在建筑工程中,混凝土在搅拌后会产生所谓的碱性离子,这些离子在吸收空气中的水分的同时与活性骨料发生化学反应,发生膨胀现象,导致混凝土疏松、胀裂。这种裂缝的负面影响比较大,因为一旦在混凝土结构使用过程中出现的话,将难以修复,因此,很有必要再施工过程中进行修复。
  二、裂缝形成的原因
  (一)混凝土本身的影响
  混凝土在浇筑振捣以后,水泥水化过程中产生了许多热量,这些水化热在结构内部难以散发,导致内部温度快速上升,一般达到20-30摄氏度,有时更高。这对混凝土内部结构开始造成影响,随着混凝土结构的使用期越来越长,内部的弹性模量也随之增高,这样就导致其对结构内部降温收缩的约束不断增强,产生了拉应力,于是当混凝土结构的抗拉性不能应对这种应力时,裂缝开始出现,即所谓的温度裂缝。
  (二)外界环境气候的影响
  混凝土结构施工收到外部气温很大的影响,从而造成裂缝。当外界气温很高时,混凝土的浇筑温度也相应提高,然而一旦外界温度急剧降低时,混凝土的降温幅度就大幅增加,特别是会造成混凝土内外部的较大温差,使得混凝土容易出现裂缝。
  (三)施工方面的原因
  主要还是不规范及违章施工造成的后果。首先是在运输混凝土时,可能交通阻塞耽搁,造成混凝的经时坍损较大;其次是由于一些混凝土的和易性和流动性不足,现场工人违规加水,那些加水的混凝土水灰比和强度就与原来的配比不同,造成了混凝土的收缩性裂缝;再次是振捣不密实,不均匀引起的一些混凝土外在缺陷,如中空洞、蜂窝、点坑等,也成为导致裂缝的重要原因。另外,对混凝土结构的现场养护不当也是造成裂缝的原因,在浇筑混凝土后,保温维护工作不到位,比如没有及时的覆盖保温,或者根本没有覆盖保温,都能造成裂缝。
  (四)设计方面的因素
  设计方面的因素主要包括:设计不合理导致的结构面忽然断裂而产生的应力集中产生裂缝;在设计时对结构所施加的预先应力不合理,从而导致成品结构因应力过大或过小、偏心等出现裂缝;设计时结构中钢筋配置不合理引起了裂缝;设计时对混凝土结构的收缩变形预估的不足等等;在设计时使用的混凝土等级不符合,造成结构收缩时出现不正常现象等。
  (五)材料方面的原因
  施工人员在选取材料时忽视了粗细集料的含泥量大小,使得含泥量过大,同时集料级数配置不合理,从而造成混凝土收缩的增大,导致裂缝的产生;选用的混凝土水灰量配置失当,外加剂与掺和料选择不当、或掺量不当;水泥品种选取的不合理等等。
  三、对裂缝的控制
  (一)材料的选用和配比
  第一,根据结构的具体要求选用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。
  第二,砂、石原材料应尽量选择那些级配符合结构要求的。
  第三,根据具体情况选用掺合料和混凝土外加剂。目前,掺合料和外加剂度混凝土的作用已经越来越大,其可以很好的节省水凝用量,降低水化热,对增强混凝土的工作性能和降低成本具有较大的意义。
  第四,掌握好混凝土收缩技术的运用方法。选择膨胀剂时应该尽可能的考虑因品种和掺量的差异造成的不同膨胀效果,因而必须通过相当数量的试验来获取膨胀剂掺量的最佳数。
  第五,配合比。设计人员应根据浇灌和振捣工艺,操作水平高低以及结构界面的具体情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
  (二)合理设计
  1.合理设计构建中的“抗”与“放”
  在设计时应该充分考虑到构件中的“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。 设计人员无论是选择“抗”为主还是“放”为主,都应该根据具体的情况,然后选择结构方案和施工材料。
  2.设计时应该采取措施来减少结构断面带来的应力集中的影响,如因确实存在,那么应该就采取加强措施。
  3.重视对构造钢筋的认识。设计人员在设计结构时,应该根据构件的具体情况选取相应大小和数量的钢筋。
  4.对于那些体积较大的混凝土,可以60天龄期混凝土强度值作为设计标准值,然后配比相应的水灰用量,同时采用各种有效的掺合料。
  
  (三)现场施工方面
  1.控制浇灌温度。控制浇筑温度有利于降低混凝土的最高温度和最低温度间的温差,但是其实施具有一定的困难性。所以,为了降低混凝土从搅拌机出料到浇灌振捣后这一过程的温度,降低混凝土结构的外部和内部温差,可按季节法采取相应的措施。比如夏季气温较高,则应该是减少混凝土的冷量流失,在输送管上覆盖草包以及喷洒冷水,降低其温度。在浇灌时采用“同时浇捣,分层堆累,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺等措施来加快浇灌速度,缩短浇灌时间,达到混凝土暴露空气中的时间。而在冬季则应该进行保温,包括浇灌过程,结构形成后的保温,以保证在混凝土有足够强度前不被冻害。
  2.对混凝土的养护。对新浇混凝土的早期养护也是防治混凝土裂缝非常重要的的措施。因为如果早期控制好的话,就可以减少混凝土的收缩程度。这方面的措施主要是做好结构的保湿工作,特别是对于那些大型混凝土,蓄水和流水养护是比较适宜的,时间为半个月到一个月。
  
  总结:总而言之,随着我国建筑工程的不断发展,建筑工程施工中混凝土的运用已经越来越普遍,然而混凝土结构裂缝却影响了混凝土的正常使用,因此,在介绍裂缝类型和成因的基础上,本文认为需要综合材料的选用和配比、设计、施工现场等方法来应对。相信随着建筑技术的不断提高,混凝土裂缝终将会得到圆满解决
  
  参考文献:
  [1]张勇.混凝土工程中常见裂缝问题的预防与处理措施[J].中国新技术新产品,2010(16)
  [2]张俊、蒙毅.混凝土裂缝成因分析与控制处理[J].科技资讯,2011(6)

标签:裂缝 建筑工程 混凝土结构 控制