土建施工中混凝土裂缝成因及控制措施

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:盛利利
[导读] 现阶段,我国土建工程取得到较快的发展和进步,各类建筑不断涌现出来
        盛利利
        江苏信德工程管理咨询有限公司  江苏 宿迁  223800
        摘要:现阶段,我国土建工程取得到较快的发展和进步,各类建筑不断涌现出来,由于建筑与人们的日常生产和生活有着紧密的联系,所以,人们对于建筑的质量也有了更为严格的要求。但当前国内建筑还存在许多混凝土裂缝问题,所以,这就需要针对裂缝问题加以研究和分析,切实找出裂缝形成的原因,进而具有针对性地采取有效措施予以应对和控制。
        关键词:土建工程;施工;混凝土;裂缝成因;控制措施
        1土建工程发生混凝土裂缝的成因探究
        1.1水化热引起的裂缝
        水泥是配制混凝土的主要原材料,但水泥遇水之后会发生水化反应,并释放出大量的热。案例工程施工中,混凝土用量比较多,混凝土结构断面厚度大,表面系数非常小,致使水化热不能及时散发,长时间聚集在混凝土内部,由于混凝土表面温度较低,就会产生一定温度差,形成温度应力。当温度应力超过混凝土结构的极限强度时,就会发生裂缝。
        1.2荷载引起的裂缝
        因施工荷载引起的裂缝成为荷载裂缝,主要分为两种,一种是直接应力裂缝,另一种次应力裂缝。其中前者是因为外部荷载引发的直接应力形成的裂缝,后者则是由外荷载引发的次生应力形成裂缝。在土建施工中,荷载裂缝主要出现在受拉区、受剪区或者振动比较严重的位置。如果受压区出现了沿着受压方向的短小裂缝,表明此时混凝土结构的承载力已经达到了极限,是混凝土结构发生破坏的前兆,引发此问题的主要原因是混凝土结构截面尺寸过小。
        1.3基础变形引起的裂缝
        在土建施工中,如果基础强度和承载力不足,在土建工程自重的作用下,会发生竖向不均匀沉降和水平方向的位移,从而导致混凝土结构发生了附加应力,一旦这种应力超过混凝土的极限抗拉强度,就会引起混凝土结构裂缝。
        1.4冻胀引起的裂缝
        在冬季施工时,外界气温通常低于零度,吸水饱和的混凝土就会发生冰冻现象,致使游离的水结成冰,体积膨胀9%,混凝土的体积也随之膨大,形成膨胀应力。同时混凝土凝胶孔中的过冷水,会在微观结构中发生迁移,形成渗透压,促使混凝土的体积进一步膨胀,一旦膨胀应力超过混凝土的极限强度,就会发生裂缝。
        1.5混凝土材料质量和施工工艺引起的裂缝
        混凝土由水泥、水、粗骨料、细骨料、外加剂等共同组成,如果在混凝土配制中原材料质量自身就不合格,必然会形成裂缝。在混凝土施工中,如果施工工艺不合理,施工质量较低,会形成纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝等,裂缝宽度和长度因为产生原因的不同而有一定的差别。
        2土建工程混凝土裂缝问题的控制措施
        2.1保证建筑结构设计的合理性
        在土建工程施工中,科学合理的结构设计,能够更好地保证施工质量,科学混凝土裂缝。在结构设计中,需要结合土建工程的实际受力情况合理选择混凝土强度,在保证土建工程质量和结构稳定的基础上,尽量选择中低强度的混凝土,混凝土强度控制在C20~C35之间为最佳,避免使用高强度混凝土。在工程施工中,为在设计源头上控制混凝土裂缝,在混凝土抗裂计算时,充分考虑了抗裂薄弱环节。除此之外,还要根据土建工程具体的情况,合理布置抗温度筋,特别是在凹角位置、阳角位置、屋面板等位置布筋时要遵循小直径、大密度的配置方法,保证配筋间距在10cm之内。
        2.2混凝土施工材料应符合标准
        水泥:水泥遇水之后会发生水化反应,是引发混凝土温度裂缝的主要因素。

因此,水泥要尽量选择具有国家或者省级生产资格的厂家生产的水泥。此外,为保证水泥质量,尽量选择低水化热水泥,工程施工中选择了普通硅酸盐水泥。另外所选择的材料必须具有出场质量合格证书,以保证水泥的凝结时间、稳定性、强度等都符合施工要求。
        骨料:在土建工程施工中对骨料的要求比较严格,尽量选择高强度、高质量,且物理和化学性好的骨料,骨料的级配也要严格控制,最大粒径不应超过混凝土结构截面最小尺寸的四分之一,小于钢筋布设间距的四分之三。细骨料要尽量选择中粗砂。
        外加剂:在混凝土配制中还要加入适量的外加剂以便更好的控制施工质量,也是防控混凝土裂缝的主要措施。大量研究和实例表明,在混凝土配制中加入适量的粉煤灰,能够起到良好的防裂效果。这是因为加入适量的粉煤灰,能够很好地改善混凝土的干缩性和脆性,降低水化热。在混凝土配制中加入水泥重量0.25%的木钙减水剂,可大幅度提升混凝土的和易性,减少10%左右的拌和水用量,节约10%的水泥,降低混凝土的水化热。
        配合比:在混凝土施工中,配合比对施工质量的影响非常大,如果配比不达标,混凝土施工质量就无法满足土建工程施工要求。在确定配合比时,要先保证混凝土的强度等级、性能等指标符合要求。在满足混凝土泵送的基础上,尽量降低水泥用量,减少水灰比。
        2.3合理选择浇筑方法和振捣方式
        混凝土浇筑方法和振捣方式的选择是否合理,直接关系到整个混凝土工程的施工质量,工程在混凝土施工中混凝土浇筑采用自然流淌、水平分层、斜向分段和持续推进的方法。分层浇筑时,每层厚度控制在20cm以下,上下两层混凝土浇筑时的时间间隔不能超过混凝土初凝时间,以免浇筑间隔时间过长引发裂缝。在混凝土施工中,还要高度重视外界气候变化情况,尽量避免在恶劣天气施工。为保证混凝土浇筑的密实性,工程混凝土振捣选择了三道振捣法,其中第一道是混凝土坡角振捣;第二道是混凝土的坡中间振捣;第三道是混凝土的坡顶振捣,只有三道振捣都达标之后,才能提升混凝土结构的密实度。在振捣时振捣棒要插入下层混凝土15cm~20cm之间,并严格控制振捣时间,保证上下两层混凝土能够形成一个整体。振捣棒的移动距离要控制在40cm左右,按照快插慢拔进行充分振捣。振动密实度达到要求之后,用刮杠刮平混凝土,再撒上5mm~25mm厚碎石,在混凝土终凝之前用木抹搓平。
        2.4加强对温度的控制力度
        在土建工程施工中可用于控制混凝土的温度比较多,在工程施工中,通过改善骨料级配的方法来控制温度,避免温度过高。选择干硬性混凝土,加入适量的混合料,降低水泥用量,控制水化热。此外,在混凝土拌和过程中,通过冷水对碎石进行降温处理,以降低混凝土的浇筑问题。在浇筑时,通过合理控制混凝土浇筑厚度、埋设水管,通入冷却水等方面也可能有效降低混凝土温度。
        2.5合理改善约束条件
        在土建工程混凝土施工中,如果混凝土的温度大于外界气温,需要严格把控拆模时间,避免拆模过早导致混凝土表面出现早期裂缝。尤其是在混凝土浇筑时,水化热散发时会形成较大的表面拉应力,从而形成裂缝,这就需要选择科学合理的方法来改善约束条件。若拆模过早,混凝土表面温度会快速降低,形成较大的温度差,和水化热应力相互叠加之后,就会出现裂缝,从而降低混凝土的性能。为提升模板使用率,要求新浇筑的混凝土尽量尽早拆模,并在混凝土表面覆盖一层保温材料,控制混凝土内外温度差。
        结语
        就目前来看,土建工程建设由于受到多方面因素的影响而致使其混凝土结构发生不同程度的裂缝问题,对整体建设质量安全造成了极大的威胁。因此,这就需要进一步强化对混凝裂缝问题加以重视,真正认识到其裂缝的危害性,进而深入研究和分析其裂缝的成因,以便具有针对性地采取科学合理且高效的措施予以应对,尽可能避免建筑发生裂缝问题,进一步增强建筑质量和安全。
        参考文献:
        [1]蔡保龙.谈土建工程混凝土施工常见问题的技术处理[J].工程建设与设计,2018(23):224-225.
        [2]李力广.土建工程混凝土结构开裂的原因与防治措施[J].山西建筑,2018,44(31):97-98.
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