浅谈混凝土裂缝成因及预防处理措施

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stacy_sj
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  混凝土裂缝问题随着房价的升高和老百姓维权意识的提高已渐渐成为现阶段工程质量问题的热点,怎样控制裂缝、减少裂缝也成为工程相关人员需要面对的难题,结合几年来我在工作中的所见、所闻、所感,特将我对混凝土裂缝问题的认识在此与大家分享。
  首先来分析下施工中常见的混凝土裂缝种类和成因:
  1、 温度裂缝
  混凝土具有热胀冷缩的性质,随着温度的变化就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这个力超过某个限度时(混凝土自身的抗拉强度)就会产生裂缝。这种裂缝多见于大体积混凝土施工或温差变化比较大的地区、时段,该温度裂缝走向通常无一定规律。大体积混凝土施工因厚度较大,且在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断升高,使混凝土表面与内部温差过大,造成拉裂;华北沿海地区属温带季风气候,昼夜温差相对变化平稳,但冬季施工阶段,由于抢进度抓工期等原因,造成拆模过早或解除保温措施过早,使混凝土表面产生急剧的温度变化,造成开裂。
  2、 收缩裂缝
  收缩裂缝也称干缩裂缝,是由于混凝土内外失水不均造成的,本地区常见于春秋大风季节和夏季中午高温时段,一般由混凝土表面失水过快造成,裂缝多为平行线状或网状裂缝,多发于混凝土表面和侧面。另外,混凝土构件长期露天放置,表面湿度经常变化;混凝土配比采用较大含泥量的粉砂;混凝土过度振捣等也会产生这种裂缝。
  3、 沉陷裂缝
  沉陷裂缝是由于基底土质不匀、松软或模板刚度不足,造成在该部位混凝土内部产生斜拉和剪切,从而使结构构件开裂,造成不均匀沉降。这种裂缝危害较大,一般为贯通性裂缝,极易出现错位。
  4、 钢筋锈蚀引起的裂缝
  混凝土浇筑完成,因其质量较差或保护层厚度不足,至钢筋发生锈蚀现象,对混凝土产生膨胀应力,往往沿钢筋纵向产生开裂。混凝土开裂,将导致锈蚀加剧,而由于锈蚀,使得钢筋有效截面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,造成结构承载力下降。
  5、 其他原因引起的裂缝
  工程中发生的裂缝还可能由其他原因引起,例如混凝土原材质量及配比,外加剂的种类及用量,混凝土搅拌及运输时间长短,混凝土施工工艺快慢,强度不足承受过大荷载,设计不当等等。
  混凝土产生这样、那样的裂缝,都给工程带来或轻或重问题,那么这些裂缝是否可以控制呢?答案是肯定的。通过我几年来的实践,采取相应的措施或方法,可以减轻甚至避免一些裂缝的出现,下面我来简述下施工中对混凝土裂缝的防治措施:
  1、 做好施工前的设计和准备
  一个工程能否成功,建筑设计是至关重要的一环。在建筑结构设计中,应处理好处于约束状态下的结构设计,为结构留有足够的变形余量,在结构设计中要合理配置构造钢筋,防止裂缝的产生;应尽量避免结构断面突变带来的应力集中,如无法避免则要考虑加强措施来补偿混凝土收缩。施工前的准备同样是一个不可忽视的环节,首先要安排好各工种交叉作业的时间,钢筋绑扎、管线预埋和模板固定要井然有序,尽量减少钢筋绑扎后的作业人员,减少踩踏;浇筑时,应在裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域铺设踏板,分散应力,减少变形。
  2、 混凝土的原材的控制
  混凝土原材选用较大粒径的骨料,级配良好的时候,由于能减少混凝土中的水泥浆用量,所以混凝土干缩率会较小;选用低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等,可减少热量释放,避免因温差过大造成混凝土裂缝;掺加粉煤灰及减水剂同样能减少水泥用量并有效减低水化热,减少混凝土自身体积收缩,同时还可减少混凝土表面泌水现象。
  3、 混凝土浇筑时的控制
  混凝土宜采用垂直振捣,行列式排列,做到快插慢拔,同时还要根据不同混凝土的塌落度控制振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣,二次抹面,以减少泌水和混凝土内部气泡。对于分层浇筑的混凝土,在振捣上一层时,应插入下一层中,控制插入深度和振捣时间,以消除两层间接缝并防止粗骨料下沉造成混凝土结构不均匀。
  4、 混凝土的养护
  混凝土的养护是混凝土施工中的重要环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易产生温度裂缝。在高温条件下施工,我们一再强调浇水养护,就是为了避免温度裂缝;对于冬季施工,我们也采取生火、保温、覆盖等措施,尽量减小温差,防止裂缝生成;而对于大风天较多的地区或季节,保湿养护同样必要。
  简述了施工中常见的裂缝种类、成因以及控制措施,下面用我经历过的一个工程做例子,抽取几个片段来讲下施工易遇到的裂缝及我们采用的措施:
  某五星级酒店,地标性建筑,特点:大体积浇筑该地区参考经验少,高标号混凝土浇筑该地区第一次施工、第一次配制,工期紧,任务重。
  主楼筏板基础长50余米,宽25米,高2米,局部电梯井部位最深达尽5米,属大体积混凝土施工。为解决温度裂缝问题,我们专门召开专项会议,首先是混凝土原材的考虑,经过计算和复核以及造价等多方面原因,我们选用了普通硅酸盐水泥(如果造价允许,采用低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等,效果更好),其次是施工顺序,我们采用的是自西向东依次分层浇筑,同时控制振捣时间,振捣间距及二次振捣相关细节,最后是养护,当时的季节昼夜温差明显,白天气温近30摄氏度,夜间最低有19摄氏度,考虑各项因素,我们采用了蓄水养护法,人为地增加了一层控温层,通过测温,水化热峰值阶段混凝土中心位置温度达70余度,这样混凝土中心,混凝土表层,水层,大气层这几层间温差控制在25度以内,满足了施工需要。通过以上方法,该部位获得圆满成功,整体零裂缝,为该地区大体积混凝土施工留下了宝贵经验。
  冬季施工阶段,主体施工5至8层,该段施工我们注意了冬季施工的相关要素:混凝土标号提高一个等级,施工层及上下一层封闭,混凝土浇筑前提前点火炉升温,浇筑完成采用多層覆盖等等措施。该段施工发生了两种裂缝,虽得以控制及处理,但也给工程造成了小小的瑕疵。第一种裂缝情况如下,五层一段墙柱浇筑完成,拆模后剪力墙、柱顶部由上向下产生长度不等微裂缝,进行剔凿后,发现无粗骨料,继续向下处理,40到80厘米范围内仍无粗骨料,由发现粗骨料位置往下经探伤及强度检测全部合格。发现该情况后,我们立即组织专家进行研究,在排除施工因素后,最后把关键点锁定在混凝土配比上。该层墙柱混凝土强度为C60,该部位也是按照冬季施工配比第一次大批量投入使用,我们针对混凝土配比问题,进行考察,实验,改变了外加剂种类及各种原材用量,终于获得了成功,解决了裂缝问题。第二种裂缝则是五层顶板,在进行下部施工时,混凝土表面出现大量不规则浅层微裂缝,分析原因则是由于工期紧张,悬挑槽钢及脚手架管大批量集中堆放,造成荷载过大,使强度不足承受过大荷载。针对该问题,我们要求施工单位推迟上人、上料时间,达到上料条件后,物料要分散放置,避免产生集中荷载,造成楼板开裂。采用上述方法,裂缝得到明显控制。
  钢筋混凝土裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面,加强裂缝控制是现今工程方面的一个难题,对裂缝控制的研究也一直是一个热点,我相信,随着研究的不断深入,各种新技术、新工艺、新材料的应用,必将进一步改善混凝土裂缝问题,确保建筑物安全、稳定。
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