张世杰
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[摘要]本文针对建筑施工中混凝土裂缝产生原因及其防控技术,结合工程实例,先分析了混凝土裂缝对建筑工程造成的危害,接着探讨了混凝土裂缝产生的原因,并提出相应的防控技术。分析结果表明,混凝土裂缝对建筑工程的质量、结构的稳定性、使用寿命等方面皆有较大的危害。引发混凝土裂缝的原因有很多,任何一个细节控制不当,都有发生裂缝的可能。采取科学合理的防控技术,将裂缝控制在萌芽状态,降低混凝土裂缝对建筑工程造成的不利影响,值得建筑施工单位高度重视。
[关键词]建筑工程﹔混凝土施工﹔裂缝;防控技术
我国社会经济高速发展的背景,为建筑行业提供了新的发展机遇,混凝土是建筑施工常用的材料,其施工质量对建筑工程有较大影响。在混凝土施工中,材料、机械设备、施工工艺、施工环境等都会影响混凝土施工质量,极易导致混凝土结构发生裂缝。其不但会影响建筑工程外观的美观性,而且会带来严重的安全威胁,需要采取科学合理的防控技术,才能更好地抑制裂缝,保证建筑工程施工质量。基于此,开展建筑施工中混凝土裂缝产生原因及其防控技术的分析研究就显得尤为必要。
1工程概述
某建筑工程,共16层,地下2层,其中最下面一层为停车场,第二层为弱配电室,地上一层为商铺,其余为住宅建筑,总建筑面积为2.68万㎡,为钢筋混凝土结构。当施工到第二层时,发现很多位置出现了大量不规则裂缝,影响施工质量。经过多方分析研究,论述了混凝土裂缝形成的原因,并从结构调整、配比材料质量、混凝土浇筑振捣、温度控制、改善约束、合理养护等方面同时入手,有效保证了施工质量,值得类似建筑工程参考借鉴。
2混凝土裂缝对建筑工程造成的危害
在建筑工程施工中,一旦发生混凝土裂缝,必然会影响施工进度,降低已建工程的质量,混凝土裂缝对建筑工程造成的危害,主要体现在以下几个方面。
第一,混凝土裂缝会导致内部钢筋暴露在空气中,在水分、氧气、有机物等因素的共同作用下,会逐步侵蚀钢筋结构,致使混凝土结构被侵蚀软化,降低建筑工程的总体质量。
第二,混凝土裂缝会在外部荷载和自然因素的影响下,逐步扩大,对后期施工产生更大的不利影响。
第三,混凝土裂缝还会降低整个建筑工程的强度和刚度,随着混凝土裂缝的扩展,建筑工程的稳定性会不断降低,埋下安全隐患。
3建筑施工中混凝土裂缝产生原因
在建筑施工中,混凝土裂缝是客观存在的,几乎无法从根本上得到有效规避和处理,引发混凝土裂缝的原因,主要包括以下几个方面。
3.1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。
3.2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。在建筑施工中,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。
3.3基础变形引起的裂缝
在建筑施工中,如果基础强度和承载力不足,在建筑工程自重的作用下,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。
3.4钢筋锈蚀引发的裂缝
在建筑施工中,如果混凝土质量不达标,或者保护层厚度不足,混凝土在二氧化碳的侵蚀下会发生碳化,降低钢筋周围混凝土的碱度。或者混凝土配制时选择了氯离子含量较大的水,混凝土浇筑之后,氯离子附着在钢筋表面,会破坏钢筋的氧化膜,水分、氧气等就会和钢筋发生化学反应,致使钢筋被锈蚀,形成氢氧化铁,氢氧化铁的体积是原钢筋体积的2—4倍,从而在周围形成膨胀应力,引发混凝土开裂、剥离,就会沿着钢筋布设的方向形成裂缝,破坏结构的稳定性。
3.5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。
3.6 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。
4建筑施工混凝土裂缝防控技术
4.1保证建筑结构设计的合理性
在建筑工程施工中,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,需要结合建筑工程的实际受力情况合理选择混凝土强度,在保证建筑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。在本工程施工中,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。对这些跨度大、体积大的梁合理布置。主要是通过改变梁纵向截面的配筋率,调整施工荷载、温度变化、应力大小等,以提升各构件的抗裂性能。除此之外,还要根据建筑工程具体的情况,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。
4.2加强对温度的控制力度
在建筑工程施工中可用于控制混凝土的温度比较多,在本工程施工中,通过改善骨料级配的方法来控制混凝土施工温度,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。
4.3合理改善约束条件
在建筑工程混凝土施工中,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。
5结束语
综上所述,本文结合工程实例,分析了建筑施工中混凝土裂缝产生原因及其防控技术,分析结果表明,在建筑工程施工中,影响混凝土裂缝的因素比较多。为了更好地提升施工质量,控制混凝土裂缝,需要结合建筑工程的实际情况,从结构调整、配比材料质量、混凝土浇筑振捣、温度控制、改善约束、合理养护等方面同时入手,才能抑制混凝土裂缝发生,保证施工质量。
参考文献
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