对房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制策略探析

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:朱一波
[导读] 摘要:我国人民对于房屋建筑的需求不断增加。
        江苏兴阳建工集团有限公司
        摘要:我国人民对于房屋建筑的需求不断增加。同时居民对于建筑质量的要求不断提升。混凝土裂缝是房屋建筑工程中非常常见的质量问题之一,这篇论文的主要内容包含两个方面,一个是混凝土裂缝成因分析,还有一个是混凝土裂缝的控制措施。
        关键字:混凝土;房屋建筑;控制策略;裂缝
        引言
        在我国的各种房屋建筑工程中,最广泛使用的一种结构就是混凝土结构。但是由于这种材料自身的特点,在施工和建筑的过程中会出现裂缝。研究中所指的房屋建筑工程,混凝土裂缝通常都大于0.02毫米。如果可以对于裂缝产生的原因进行深入的研究,可以对于裂缝控制起到良好的效果。近些年来,研究人员对于混凝土结构的各项强度数据进行了深入的研究,从各项研究结果来看,再进行房屋建筑工程设计和施工的过程中,必然无法避免裂缝的出现,可以说,混凝土裂缝是建筑质量的通病。所以,在进行房屋建筑工程设计的过程中,并不会追求完全避免裂缝的出现,而是将裂缝的程度以及裂缝的数量控制在要求范围内。如果在建筑物的建筑施工过程和设计上过分地追求裂缝的减少,将极大地提高房屋建筑工程的成本。所以,针对房屋建筑工程混凝土裂缝的研究课题,属于建筑物的裂缝控制研究。关于这个课题的研究,直接影响着房屋建筑工程的后续使用质量以及整体建筑的稳定性,因此,这个课题的研究无论是对于经济发展,还是使用安全来说,都具有重要意义。对比国外对于房屋建筑工程混凝土裂缝的研究,我国发展的时间并不长,我国开始这个领域的研究是在20世纪的60年代。当时,我国的研究都是参考国外的各项数据,到了20世纪的80年代,我国的研究人员根据我国的房屋建筑工程特点以及使用材料的特点,进行了大量的试验和研究,并且取得了许多成就。为我国后续房屋建筑工程混凝土裂缝的研究和控制,奠定了扎实的基础。这篇论文首先会分析目前房屋建筑工程混凝土中常见的裂缝类型以及产生裂缝的具体原因。接着针对这些裂缝类型,提出相应的控制方案和措施。
        一.房屋建筑工程混凝土常见裂缝产生原因
        导致房屋建筑工程中的混凝土出现裂缝,主要有三种原因,首先是由于外部环境的压力导致出现的裂缝,这种裂缝称之为应力裂缝。其次是由于结构适应力作用载荷导致的裂缝。除此之外,还有可能是因为混凝土自身变形导致的裂缝。这种裂缝通常是由于环境要素的变化而出现的。所谓的环境要素具体指的是,温度、湿度以及均匀性等情况。下面将会详细介绍典型裂缝类型,并且分析导致裂缝出现的原因。
        在混凝土浇筑的过程中存在沉降收缩的趋势,由于沉降不均匀导致的裂缝称之为沉降收缩裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土浇灌的过程中。在这个阶段中,混凝土中的骨料颗粒将会悬浮在具有一定稠度的水泥浆体中。其中浆体的密度小于骨料的密度。所以,其中的骨料将会不断下沉。在骨料下沉的过程中,混凝土中的水泥有向上移动的趋势。这两种现象就导致了沉降以及泌水的问题。这种趋势以及变化会一直持续到混凝土硬化阶段。在这个趋势进行的过程中,会受到一些外部件的影响,具体包括混凝土模板、混凝土中的钢筋以及前期已经凝固的混凝土等。在这些作用的共同影响下,混凝土不同部分的沉降程度无法保持均匀,因此,就出现了沉降收缩裂缝。
        混凝土浇筑的塑性阶段发生的裂缝称之为塑性收缩裂缝,导致这种裂缝出现的原因有很多,重要的原因之一是养护阶段没有做好,在养护阶段,如果没有保证良好的覆盖,那么,就会导致混凝土表面的水分蒸发速度大于内部蒸发速度,最终导致应力出现,进而导致裂缝出现。还有一种情况是因为在塑性阶段中,混凝土中的水灰比数值不符合标准,这将会导致在这个阶段中的塑性收缩值上升,进而导致了裂缝出现。从本质上看,影响裂缝的主要因素有两个部分,一个是塑性收缩值大小,还有一个是浆体抵抗塑性收缩的能力大小。


        完成混凝土的塑性阶段以后,就进入了混凝土硬化阶段,这个阶段的跨度实践很长,如果从施工的角度来看,一共会持续一个月,如果从工程的整个寿命来看,将会持续若干年,在这个阶段,混凝土中的水泥将会处于干燥收缩状态,在浇筑阶段,处于流动状态的各种混合介质进入到硬化阶段以后,将会发生化学变化,并且转化得到硅酸钙等固有物质。在这个过程中,随着各个化学反应的发生,混凝土中的含水量不断下降。所以,在这个阶段中必须要进行养护工作,如果无法保证养护完善,很有可能会导致收缩裂缝的出现。水泥浆大小很大程度上被骨料约束,同时,在混凝土内部,固体水浆体积将会随着水量的变化而变化。所以,在这个过程中,混凝土的体积变化程度无法超过水泥浆体的体积变化程度。整体来看,这个阶段的混凝土处于收缩状态,具体的收缩又可以从两个方面来分析,一个是湿度收缩,还有一个是混凝土的自收缩。湿度收缩指的是混凝土在水分蒸发的过程中,由于水分丧失而出现的体积减少情况;混凝土的自收缩具体指的是混凝土内部各种骨料不断紧密而导致的体积缩小趋势。
        在混凝土中还有一种常见的裂缝,称之为温度裂缝。这种裂缝出现于混凝土的表面,导致这种裂缝的主要原因在于,混凝土内部和外部的温度差异。这种裂缝常见于大面积和大体积的混凝土。由于体积很大,混凝土内部的温度相对较高,然而混凝土表面的温度由于空气的流动散失很快,这就导致了混凝土内部和外部的温度差。温差将会带来应力的变化,随着应力的增强,最终使得混凝土表面出现裂缝。从过去的各个工程案例来看,混凝土的温度裂缝主要有两种类型,一种是内约束裂缝,还有一种是外约束裂缝。这两种裂缝主要的区别在于作用力的来源,后者主要来自于物体和物体之间的作用力,前者来自于物体自身不同质点之间的相互作用力。
        二.房屋建筑工程混凝土裂缝控制措施
        在上一个章节中,对于各种类型的裂缝以及裂缝产生的原因进行了详细介绍,这个章节主要介绍的是如何最大程度避免这些裂缝的出现。对于沉降收缩裂缝来说,想要避免其出现,首先应该保证使用的混凝土具有一个合理的配合比,保证其中的水灰比例符合标准,并且还要在施工的过程中最大限度地降低混凝土的坍落度。除此之外,要在混凝土中使用最少的骨料。另外,在混凝土浇筑的过程中,应该持续进行振捣,并且要保证混凝土振捣可以达到效果。在施工完成以后,还有一个二次抹压的工序,这个工序主要的目的是进一步消除混凝土表面存在的裂纹,通常情况下,这个工序需要在混凝土凝结之前完成。通过以上这些措施,可以有效避免沉降收缩裂缝的出现。
        想要尽可能地减少塑性收缩裂缝,前提也是采用合适配合比的混凝土,并且,在其中特别注意碱水剂的用量,同时也需要尽可能少使用骨料。除此之外,在进行二次模压工序的过程中,要保证混凝土表面压实。另外,在混凝土后期,要特别注意保水养护,浇筑完成以后,需要马上进行覆盖养护,在高温天气,要进行洒水降温。如果周围环境属于多风的天气,那么,还需要使用塑料薄膜进行覆盖保护。
        如果要避免干燥裂缝的出现,首先要保证混凝土水灰比合适。其次要进行良好的养护,尽可能地避免混凝土凝固的过程中,水分不平衡的流失。在混凝土最终成型之前,还需要进行两个环节操作,一个是二次磨压,还有一个是收面。接着当地基梁达到了强度要求以后,马上进行填埋,尽可能减少混凝土和空气接触的面积和时间。
        三.结语
        综上所述,混凝土产生裂缝是多因素共同作用的结果,所以,在工程施工的过程中应该综合进行考虑,才能抓住主要矛盾进行处理。一方面需要对于混凝土的抗裂能力有一个精确的评估,另外一方面,要采取完善的防护措施和防裂措施,只有这样,才能够将混凝土裂缝出现的概率降到最低。
        参考文献
        [1]乔田浩.混凝土杆收缩及其机理[J].混凝土工学,2017(3):13-16.
        [2]张思恩.商品混凝土的塑性裂缝及防治[J].工程力学,2016(6):44-46.
        [3]黄志远.混凝土早期裂缝的成因及防治[J].混凝土,2014(7):22-30.
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