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建筑工程混凝土裂缝成因及预防措施

建筑工程混凝土裂缝成因及预防措施   摘要:混凝土裂缝是困扰建筑行业多年的质量通病,直接影响到建筑工程的结构安全。阐述了混凝土裂缝的类型,分析了裂缝形成的主要原因,在此基…

建筑工程混凝土裂缝成因及预防措施

 

摘要:混凝土裂缝是困扰建筑行业多年的质量通病,直接影响到建筑工程的结构安全。阐述了混凝土裂缝的类型,分析了裂缝形成的主要原因,在此基础上提出了预防措施。

关键词:混凝土;裂缝;成因分析;预防措施

近些年,随着我国经济的快速发展,无论城市设施建设还是工业与民用建筑的建设,采用混凝土也越来越多,但施工中的混凝土结构裂缝问题日显突出,并成为具有相当普遍性的问题,给结构工程的安全带来了严重隐患。因此,本文对混凝土裂缝的成因进行分析,并在材料、施工等方面提出了相对应的裂缝控制方法,对工程实体有很重大的意义。

1 、混凝土裂缝原因分析

1.1  地基和老混凝土与约束

当混凝土浇筑在比较坚硬的基岩或老混凝土上时,混凝土浇注初期的水化热升温,产生膨胀,受到岩石或老混凝土的约束,将产生较小的压应力。而当混凝土温度继续下降时,由于基岩或老混凝土对温降引起的收缩变形约束的结果,混凝土块内将出现较大的拉应力,裂缝随之产生。

1.2  混凝土本身影响

主要是水泥水化热过高,混凝土在浇筑振捣以后,水泥水化过程中产生一定的热量,水化热聚在结构内部不易散失,引起急剧升温,在建筑工程中一般为20 ~30 ℃甚至更高。由于建筑物在一个自然散热条件中,实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3 ~5 d,随着混凝土龄期增长,弹性模量增高,对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大,以致产生很大的拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时,开始出现温度裂缝。

1.3  混凝土收缩变形

混凝土的收缩,是产生裂缝的重要原因。实际所需拌和水比水泥水化所需的水要多得多。拌和水中约20%的水是水泥水化所必须的,其余的都要被蒸发掉,水分蒸发后,引起混凝土收缩,当收缩受到约束时,产生收缩应力,当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时,则裂缝随之产生。

1.4  环境气候因素

混凝土结构施工期间,外界气温的变化情况对防止混凝土开裂有重大影响。外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高。如果外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界温度骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温差,这时对混凝土抗裂极为不利。

1.5  施工方面因素

施工时由于运输车交通不畅耽搁时间,在泵车出料时混凝上的坍落度经时损失较大,混凝土的和易性和流动性较差,现场工人人为加水,造成混凝土强度的降低,加水部分的混凝土水灰比和强度与原配合比的混凝土不同造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。

振捣方式不当引起裂缝,不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。

现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。目前,许多施工现场在浇筑混凝土时都不能及时做到覆盖保温养护,一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖,还有很多工地根本就不予覆盖,造成混凝上表面开裂。

2 、混凝土裂缝预防措施

2.1  准备阶段材料选用

优先使用低水化热的水泥,如矿渣水泥等,能明显降低混凝土绝热温升,降低混凝土的最高温度。伴随减小混凝土内表温差,起到减小温度应力的作用,从而减少产生裂缝的充分条件。水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》测定,要求配制混凝土所用水泥7 d的水化热不大于25 kJ/kg。为降低水化绝热温升、减小体积变形,混凝土一般不使用水化热高的水泥,使用水化热较低的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥,不宜使用早强型水泥。因此,在满足混凝土设计要求的前提下,尽量采用低水化热水泥。

优化混凝土配合比,以便在保证混凝土强度及流动性的条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化。最后,掺用混合材料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的绝热温升,提高混凝土的抗裂能力。

2.2  施工阶段裂缝控制措施

(1 )合理安排施工进度。混凝土浇筑遵循“同时浇捣,分层堆累,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺。每次浇筑中,又分几层,其层间的间隔时间尽量缩短,必须在上层混凝土初凝之前,开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间。层面按施工缝处理:① 消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝上层及松动的石子,并均匀露出粗骨料;② 在上层混凝土浇筑前,用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得积水;③ 对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,采取接浆措施。

(2 )控制浇筑温度。降低混凝土的最高温度和温差,比较直接的措施是降低浇筑温度。为了降低混凝土从搅拌机出料到现场卸料、泵送、浇筑振捣后的温度,减少结构的内外温差,一般按季节采取措施,如夏季施工时,以减少冷量损失,在整个水平输送范围内的管道上覆盖草包并经常喷洒冷水、在浇筑混凝土时,采用一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶等措施来缩小混凝土暴露面积以及加快浇筑速度,缩短浇筑时间。在冬季施工时,对结构厚度在1.0 m以上的混凝土可继续施工,但应保证保温浇筑、保温养护,一般可利用混凝土本身散发的水化热养护自己,并确保在混凝土没有达到允许临界强度以前防止冻害。

(3 )改进搅拌工艺。在搅拌混凝土时,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子进行搅拌的方法。这种搅拌工艺被为“裹砂法”,也可称为二次投料法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象,混凝土上下层强度差减少,可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的集中,从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。

2.3  混凝土养护

为了保证混凝土有适宜的硬化条件,混凝土终凝后,筏板边缘、剪力墙中间等不易被塑料薄膜完全覆盖部位,采用浇水保湿和延迟拆模时间。混凝土升温阶段如果因表面未能完全覆盖而出现局部干燥时,可浇热水(40 ~50 ℃)湿润表面,防止出现干燥裂缝。降温阶段可浇自来水养护,保温保湿养护时间为14 d。施工前还应再准备好一层养护用塑料薄膜和一层再生棉毡,以便根据环境气温变化情况对混凝土保温保湿质量调整。浇筑后的一段时间内对混凝土内部及表面温度进行跟踪监测,并根据温度的变化情况及时采取适当的保温、保湿养护措施。

结束语

综上所述,对建筑工程混凝土裂缝的控制,需要从其产生的原因进行分析,在充分了解其影响因素,方可对症下药,针对具体问题采取具体的技术措施加以解决。

朱国萍(1974 年12 月2 日),性别男,民族汉,籍贯江苏泰州,职称 工程师,江苏天晟建设有限公司从事建筑工程施工管理工作,任职技术质量部 部长兼项目负责人,单位位于江苏省泰州市姜堰区,单位邮编225500 。

 

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作者: 论文库

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