浅析建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年4月11期   作者:任金英
[导读] 随着砌体建筑淡出历史舞台,混凝土就成为了现代建筑的主要建筑材料

         摘要:随着砌体建筑淡出历史舞台,混凝土就成为了现代建筑的主要建筑材料,我国每年在建设工程中都要消耗数量惊人的混凝土。因此混凝土的施工质量直接关系到建设工程的安全性、使用性能和外观效果,然而混凝土在施工过程中经常会出现开裂的问题,对工程质量带来很大的影响。基于此,本文通过对在施工过程的不同阶段混凝土出现裂缝的原因进行系统地分析,并提出针对性的控制策略和治理方法,希望能够有效地改善建设工程中混凝土的施工质量和施工效果。
         关键词:建筑施工;混凝土开裂;原因;治理方法
         俗话说“建筑是凝固的音乐”,对于建筑师来说,混凝土就是建筑的音符,混凝土在建筑师的笔下发挥着至关重要的作用。但是混凝土在施工中出现的裂缝问题除了给工程安全带来隐患,还会严重地影响设计效果,因而如何系统、有效地控制混凝土的施工裂缝是建筑工程施工中的重要课题。
1.建筑施工过程中混凝土出现裂缝的主要原因
         首先建筑施工中混凝土出现裂缝有其普遍的本质原因,这个本质原因就是内部应力过大。现浇混凝土施工过程中需要大量的水分,其中水泥作为胶体材料在进行固化反应的过程需要一部分水分,另外混凝土的施工工艺中也要求水分占一定的配比,除此之外,在施工过程中因为蒸发而损失的水分也需要补回来。而这一部分水分本身并不参与混凝土的固化过程,随着混凝土的逐渐定型、强度越来越大,这一部分水分就需要顺着混凝土浇注时自然形成的缝隙排出来。这部分水分在顺着缝隙散发的过程中,因为混凝土各个方向的应力强度不同、材料构成也有所不同,其产生的各个方向的内部应力也各不相同,当产生的内部应力过大,超出了混凝土本身的承受能力时混凝土就会开裂[1]。
1.1建筑构件表面出现细微裂缝的成因
         混凝土裂缝中最普遍出现的应该就是构件表面的细微裂缝,这种裂缝主要出现在大面积的墙体表面,往往呈现龟裂纹的形状。这种裂缝的出现是因为混凝土墙面的施工面积过大,施工的时间过长,在混凝土施工尚未完成、表面强度还远远不够的时候混凝土中的水分就已经大量蒸发,因此产生较大的内力,使得混凝土表面开裂。如果往更深处研究,可以发现这种裂缝的具体成因较为复杂,比如混凝土施工过程中的用水量、现场的施工工艺和护理措施以及施工现场的环境条件等等都有可能影响混凝土表面水分蒸发的速度。如果混凝土施工过程中水分用量过大,就会导致在施工早期出现水分大量蒸发的情况。同时,如果施工现场的温度过高、湿度过低,也会导致混凝土在施工过程中水分大量地向空气中挥发,这些都会造成混凝土表面张力过大而产生裂缝。
1.2温度应力导致混凝土开裂的原因
         混凝土在没有完成固化之前,热胀冷缩的特性比较明显,当外界温度变化过大抑或混凝土内部不同构造层因施工顺序和本身特性而产生较大温差时,混凝土内部就会产生较大的温度应力,从而导致混凝土内部开裂。由此不难得知,这种裂缝一般出现在混凝土浇注的体积量较大的情况下,而且这种裂缝出现在内部,与混凝土表面的细微裂缝不同,其会对混凝土的本身强度产生巨大的影响,属于严重的施工事故。因此在施工现场一定要严格地控制现场的施工条件,在施工工艺上以及混凝土的成分配比上严格把关,同时对混凝土内部的温度应力进行定时定点的监测,杜绝这种裂缝的出现[2]。
1.3外部荷载导致混凝土开裂的原因
         现浇混凝土的施工是一个连续性的过程,不同部位的混凝土施工最后是要形成一个完整的整体,特别是在大面积的混凝土结构施工中这个问题尤其明显。在混凝土现浇施工过程中,前期浇注完成的混凝土在还未完成固化反应之前,后续的施工过程就会对其产生外部荷载。比如说施工设备产生的振动、施工材料的自重以及施工过程中施加的外力,这些都会导致混凝土在新旧连接等应力集中分布的地方出现开裂。


1.4不均匀沉降导致混凝土开裂的原因
         建设工程的施工是一个周期很长的过程,从最早的基础开挖到混凝土主体结构封顶整个过程的时间跨度很大,往往要持续几个月,甚至数年。在这样漫长的时间里,随着四季的变幻,施工现场的环境条件也在不停地发生变化。如果在施工过程中没有考虑到现场气候条件的变化,抑或前期勘察设计院没有对施工现场的地质条件进行深入详细的勘探,这就会导致不同施工阶段的现浇基础和现浇结构因为受力情况的不同而出现不均匀沉降。当混凝土结构的不均匀沉降超出设计中沉降缝所预留的范围时,就会在应力集中的部分产生严重的开裂。这种开裂会对混凝土的主体结构产生很大的影响,造成难以挽回的后果[3]。
2.建筑施工过程中控制混凝土裂缝的有效策略
2.1控制施工现场的温度条件
         上文已有提到,温度应力会造成混凝土较为严重的开裂,那么对于工程建设而言,需要有针对性的策略来避免裂缝的产生。首先要从设计入手,对于高温地区而言,因为受温度应力的可能影响较大,那么在设计过程中就需要优化墙体设计,尽量减少墙体的厚度,避免施工过程中受到温度影响。同时在施工现场可以采用先进的喷洒混凝土施工工艺或者搭建遮阳棚以营造较为适宜的作业条件,必要的时候可以在施工过程中使用冷凝管等降温设备,保证混凝土的施工质量。
2.2优化混凝土配比
         混凝土的材料配比不是一成不变的,在施工现场工作人员需要根据现场的气候条件、施工条件灵活地调整混凝土的材料配比,以使得混凝土施工过程中尽可能地不受到外部环境的影响,从而保障工程的施工质量[4]。
2.3对已出现的裂缝及时处理
         俗话说“亡羊补牢,为时未晚”,混凝土施工过程中如果没有出现裂缝自然好,一旦已经出现混凝土开裂的情况,一定要及时处理,不能视而不见。在发现裂缝之后,要第一时间安排施工人员进行补救,对开裂的混凝土实施二次浇注,并用补浆液将裂缝填平,以保证将裂缝产生的影响降到最低。
2.4减少混凝土荷载
         对于外部荷载导致混凝土开裂的情况,施工单位需要对施工荷载进行有效地控制。首先,在施工之前需要做好施工设计,优化施工工序,尽量减小后续施工对前期施工施加的施工荷载。在施工过程中要严格执行工艺要求,浇注与振捣同时进行,以保证混凝土尽快达到强度要求,然后才能进行下一步施工[5]。
2.5加强后期养护
         在施工现场,对已经浇注成型的混凝土要及时地采取养护和护理措施,以防止混凝土在后续施工过程中因外部环境的变化而产生形变导致开裂。在阴雨天或是空气湿度较大的情况下,要特别注意保证混凝土的适当干燥,采取必要的避雨和防潮措施。
结束语:
         总而言之,建筑工程施工过程中混凝土裂缝的成因错综复杂、不一而同,外部条件、内部构造以及施工工艺其中的任何一个环节出现问题都会导致混凝土的开裂。设计方和施工方需要加强协作,以形成一套对混凝土裂缝的全方位的、系统性的预防与治理策略,从而有效地提升建筑工程混凝土施工的施工效果,更好地保证工程的施工质量与使用效果。
参考文献:
[1]陈兰存.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].科学技术创新,2019(34):119-120.
[2]蒋晓明.探究建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].北方建筑,2019,4(01):58-60.
[3]扶明举,沈海波,易纯勇.探析建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].建材与装饰,2018(43):11-12.
[4]熊正中.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与对策分析[J].江西建材,2017(23):82+84.
[5]夏立辉.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理研究[J].中国建材科技,2015,24(02):156-157.
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