混凝土建筑结构裂缝控制的技术刍议

发表时间:2021/7/2   来源:《中国建设信息化》2021年4期   作者:许能超
[导读] 建筑行业中,混凝土的质量控制是重中之重,因为混凝土质量关乎建筑结构的质量,
        许能超
        龙信建设集团有限公司  226000
        摘要:建筑行业中,混凝土的质量控制是重中之重,因为混凝土质量关乎建筑结构的质量,但是,由于混凝土本身的特质,再加上施工技术的问题,就会产生一定的裂缝,进而影响整体结构的预应力,建筑耐久力变低。在此基础上,应从技术上对混凝土裂缝问题进行控制,多角度进行整改,实现建筑结构整体稳定性的提升,文章将对相关问题进行研究,并提出控制策略,为建筑行业技术提升以及建筑质量提升提供理论参考。
        关键词:混凝土;结构裂缝;控制措施
        前言
        现今建筑多为钢筋混凝土结构,在混凝土结构中出现裂缝是必然现象,但是建筑结构中出现裂缝的位置是十分重要的,从质量角度出发,要避免混凝土裂缝出现在主要受力节点,这样能够提升建筑结构整体承载力力度,有效避免有害裂缝的出现。有害裂缝对建筑物损害较大,有害裂缝的产生多数是由于在技术上出现失误以至于建筑结构的稳定性遭到破坏,因此,应重点考虑技术上对有害裂缝的控制策略提升。
一、混凝土裂缝形成原因
(一)混凝土微观裂缝形成机理
        混凝土在施工过程中不可避免地会出现细微的裂缝,并且大多数裂缝是由于新混合物的物理和化学反应以及混凝土的硬化所致。硬化混凝土的主要成分是水泥石。测试结果表明,在养护过程中,当新拌混凝土在不同的温度和湿度条件下使用时,养护后的体积变化是不同的。混凝土具有不同的温度和湿度条件,其体积膨胀系数随环境而变化,其中水泥石由于水泥水化的影响而明显收缩,而粗骨料和细骨料通常是收缩相对较小的天然材料。此时,在混凝土内部产生了相互抑制的作用,这种作用变得更加明显,最终形成了内部的微裂纹。
(二)由外荷载引起的裂缝
1.结构的横向裂缝
        建筑结构中的大多数横向裂纹出现在钢筋混凝土弯曲构件中。如果混凝土在弯曲构件截面的拉伸边缘处的拉伸应力超过拉伸强度的极限应变,则它是最薄弱部分的位置,出现构件的拉伸强度的首批裂纹。此时,裂纹区域中的混凝土失去拉应力,并且该部件的拉应力由钢筋承担,并随着外部载荷的增加而增加。同时,裂缝两侧的混凝土都向两侧退缩,导致混凝土和钢筋之间发生相对滑动。由于混凝土和钢筋之间的结合力,滑动受到结合的限制。当外部负载力增加时,钢筋的拉伸变形变得比混凝土的拉伸变形大,裂纹中的相对滑动无法抵消,最终导致裂缝增大。
2.构件的斜裂缝
        当弯矩和剪切力同时作用于钢筋混凝土挠性构件时,在集中载荷和支撑位置附近的支撑之间会出现倾斜裂纹。在外部载荷的作用下,这些裂纹的大小会随着载荷的增加而急剧增加,并使建筑结构失去抵抗力。由于这种倾斜裂缝的出现,建筑结构的破坏速度非常快,没有明显的警告,隐患很大,要特别注意混凝土裂缝的预防和控制。
(三)由温度引起的裂缝
        因为温度引起的裂缝通常是因为在混凝土的硬化过程中,外界温度以及自身水化热等原因,会形成混凝土的干裂收缩,温度引起的裂缝在建筑混凝土结构中十分常见。尤其是冬夏施工,温差较大的情况下,大体积混凝土最容易因为温差而发生利裂缝问题。建筑材料都具有热胀冷缩的性质,混凝土的热胀冷缩现象更为明显,当混凝土因为温差而不能自由伸缩时,内部约束力会在长时间的作用下,产生裂缝。当由于温度而产生的裂缝在时间的推移下发生碳化,耐久性以及稳性会降低,引起钢筋的锈蚀问题。
(四)由沉陷引起的裂缝
        建筑工程通常会在不同的土质环境下进行建造,土质不匀或者地基处理不当,技术上有所欠缺,导致地基密实度不符合设计要求,发生沉降导致缓凝土出现裂缝。

在温度较低的环境正,地基土容易发生冻害,冻土容易受到外界影响,发生沉降现象,进而混凝土结构会发生因为沉降发生受力不均,产生裂缝。通常这种裂缝的发生都是贯穿性的,地基的沉降程度是裂缝尺寸大小的决定性因素[1]。

(五)由材料引起的裂缝
        考虑混凝土的硬化强度时,通常会考虑在混凝土搅拌过程中产生的碱金属离子,因为混凝土中的碱金属离子会与活性骨料发生反应,吸收水分并增加体积,从而在混凝土中产生混凝土。压力最终膨胀并导致破裂。由于碱附聚物的反应,该现象易于在反应结构中破裂。此类裂纹的出现给混凝土结构构件的安全性带来了巨大的隐患,因此材料的选择尤为重要,并且在选择材料时,必须检查水泥中的活性成分以及粗细骨料,以确保混凝土的强度和质量。
二、混凝土建筑结构裂缝控制的技术优化
(一)选择合适的原材料以及配合比
        混凝土的成分取决于其性能,会影响混凝土的组成,并且在上一章中分析了混凝土的性能以及引起大体积混凝土裂缝的因素后,可以控制混凝土的外观,尺寸和数量,选择原材料时要考虑到这一点。其中,合理的水泥选择是最重要的。通过根据项目大纲选择合适的水泥类型,可以减少混凝土的水化热,内外温差以及温度应力。在混凝土水化过程中出现的拉应力在整个硬化过程中发生,并且混凝土的性能降低了开裂的可能性。建筑材料的飞速发展导致产生了多种常规水泥。根据项目特点和施工环境要求选择水泥。在现有水泥中,最常用的是波特兰水泥和普通波特兰水泥,但是由于大体积混凝土施工所需的水合热量低,因此有必要考虑水泥的特性,其中矿渣水泥具有其特性。在水化过程中,低水化热量与这类工程的特点是一致的。水泥的水化热水平与水泥的矿物成分和性能密切相关,在不影响水泥标签中标记的性质前提下适当调整水泥的组成可以达到降低水泥发热量的目的[2]。
(二)优化混凝土浇灌技术
        为了控制混凝土的温度梯度,必须考虑由水化热产生的温度以及浇筑过程中混凝土的温度,特别是在高温施工条件下需要对零件进行预处理。它冷却混凝土并控制将新混凝土倒入模具的温度。例如,如果高温天气,对粗骨料进行连续浇水,使用水温降低原料温度,则此方法应注意石材的过度吸湿,并应考虑吸湿。应考虑混合过程和混合水的量,或使用阴影降低粗骨料和细骨料的温度,并在混合时使用冷水。同时,它与诸如混凝土表面低温保存的方法相结合,以减少浇筑过程中的温度升高。
(三)优化混凝土养护技术
        混凝土开裂的主要因素是温度差,适当的固化措施可以确保内部和外部的温差。在水合反应的早期,当水合热迅速积累时,当温度升高时,使用浇铸模板的固化方法来改善散热。在反应的后期,水合热在内部积聚,内部温度逐渐降低,温度升高。此时,如果适当采取大容量混凝土零件的早期养护措施,则混凝土的温度,湿度和养护应减少外部热量。
(四)合理配筋及避免应力集中
        与其他混凝土相比,大容量混凝土的钢筋较少,但是从结构的角度来看,合理的钢筋可以有效地增加由于冷却引起的混凝土表面收缩裂缝。同时,钢筋的结构可以提高零件的拉伸性能。在孔周围,可变的横截面和拐角处放置了一定数量的钢筋,大大减轻了温度变化和材料收缩变形所引起的集中应力[3]。
结语
        钢筋混凝土结构的开裂是现代建筑技术发展的重要步骤,在民用建筑、工业建筑和桥梁结构中,这是一个需要控制和解决的问题。本文从混凝土裂缝的形状和原因入手,参考大量文献资料,钢筋混凝土楼板裂缝控制技术和质量分析混凝土温度,运用现有的混凝土结构裂缝控制理论和实际的工程裂缝控制技术,在施工中采用合理的降温措施,实时监控温度的变化,及时采取科学的改进措施是能够有效的控制大体积混凝土裂缝的产生,保证构筑物的结构稳定。

参考文献
[1]卢进和. 水利工程施工中有效控制混凝土裂缝及接缝技术分析[J]. 河南水利与南水北调,2020,49(4):51-52.
[2]刘亚泳,钟言鸣,梅仁杰. 某现浇混凝土楼板裂缝鉴定与原因分析[J]. 工程质量,2020,38(1):106-108.
[3]童利. 房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略分析[J]. 四川建材,2020,46(1):213-214.
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