混凝土施工裂缝成因与防治策略论文
摘要：国民经济水平的快速增长, 推动着我国建筑业的蓬勃发展, 尽管近些年来我国各大城市、乡镇的建筑如雨后春笋般拔地而起, 但在此过程中也存在着一些问题影响着整体建筑水平, 其中混凝土开裂是建筑行业最重要的共性问题。为了有效避免这一现象的发生, 提升我国建筑质量, 就必须首先明确混凝土产生裂缝的原因, 再有针对性的采取有效措施予以避免和解决。本文阐述了混凝土工程中常见的裂缝类型以及裂缝成因, 并重点提出了几点防治措施, 希望能为我国建筑业的发展作出贡献。
关键词：建筑工程; 混凝土; 裂缝成因; 防治措施;
0 引言
为了把好建筑工程质量关, 防止混凝土裂缝, 建筑人员就必须明确温度、材料、工艺、养护等因素对混凝土建筑的影响, 采取合理控制施工流程、控制浇筑温度、加强材料配比等手段, 确保每一个施工环节都能满足建筑要求和国家标准。在施工过程中应多观察, 通过科学分析总结施工时出现的问题, 并制定合理解决方案, 为建筑质量的提升提供有力保障。
1 混凝土建筑中常见的裂缝类型
1.1 干缩裂缝
通常来讲, 混凝土在完成浇筑后的一个星期以及养护结束后的一段时间, 混凝土容易发生干缩裂缝。这主要是因为, 水泥浆中的水分会随着时间的变化渐渐蒸发, 进而造成干缩, 这种干缩是一种必然状态, 不可逆且不可避[1]。混凝土的表面及内部的水分蒸发程度不同, 会导致其发生不同的变形, 比如, 混凝土表面受时间、温度、降水等条件的影响, 水分的损失速度很快, 变形程度也相对较大;而混凝土内部受外部条件的影响较小, 水分不会发生太大变化, 变形程度也相对较小。而混凝土发生干缩变形会产生拉应力, 进而导致裂缝。尽管混凝土干缩是不可避的, 但施工人员可以通过合理调配水灰比、外加剂用量以及集料性质等手段, 最大限度减少干缩的发生。
1.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在完成浇筑尚未凝结之前, 由于表面失水过快而发生的收缩。这种收缩往往在大风或者干热的天气比较容易出现。塑性收缩造成的混凝土裂缝一般呈现出中间宽、两端窄的不连贯状态, 且裂缝长短不一。水灰比、凝结时间、温湿度、风速等因素是造成混凝土塑性收缩裂缝的主要原因。
1.3 温度裂缝
通常来讲, 大体积混凝土表面更容易发生温度裂缝, 此外, 温差较大的地区也是温度裂缝的高发区域。混凝土完成浇筑后进入硬化阶段, 在此过程中, 水泥会发生水化产生大量水化热, 致使混凝土的内部温度升高, 甚至可达70℃以上。当拉应力超过混凝土所能承受的最大抗拉强度时, 混凝土便会产生裂缝, 这种现象多见于混凝土施工的中后期。
2 混凝土裂缝成因分析
2.1 混凝土原材料因素
混凝土是由水泥、砂、石、水等多种材料按照一定比例组合而成的复合材料, 任何一种原材料的质量不达标, 都有可能造成混凝土裂缝。
(1) 粗骨料对混凝土裂缝的影响。若粗骨料中泥的含量过高, 混凝土的收缩便会随之加大, 那么在塑形阶段, 混凝土就会产生裂缝;若粗骨料的级配达不到相应要求, 就会造成混凝土内部孔隙增多, 混凝土一旦承受较大荷载, 其内部的孔隙结构就会使得裂缝产生。
(2) 水泥对混凝土裂缝的影响。尽管科技水平的发展使得我国水泥生产走向了更加现代化的优质发展之路, 但在建筑工程施工过程中却存在着水泥细度越大则强度越高的误区, 这种误区严重影响着混凝土的质量。事实上, 水泥细度越大, 其水化反应的速度也就越快, 混凝土内部便会发生快速的升温反应, 进而造成混凝土内部产生过大的温度应力, 最终导致内部开裂。与此同时, 混凝土的设计强度会随着水泥强度的增高而加大, 过大的.混凝土强度会使得脆性增加, 导致开裂。
(3) 外加剂与掺合料对混凝土裂缝的影响。相较于传统的混凝土, 现代混凝土的外加剂组成成分明显增多, 若没能合理选择外加剂和掺合料, 则很容易造成混凝土的收缩加大, 进而增加混凝土前期的开裂几率。
2.2 混凝土配合比因素
混凝土是由多种原材料组成的混合材料, 为了确保其使用功能满足相应要求, 就必须加强混凝土的配合比设计, 确保每一种原材料的比例准确。在建筑工程建设过程中存在这样一个误区, 混凝土强度越高其结构稳定性越强, 越持久耐用。但实际上, 混凝土强度的提升往往是以破坏其某一项特性为代价, 比如强度的提升造成脆性增强。当前建筑行业混凝土配合比主要存在以下两个问题:首先, 水泥用量过大。正如上文所说, 过大的水泥用量, 会使混凝土的水化反应的速度加快, 导致内部快速升温, 产生过大的温度应力, 最终导致内部开裂。其次, 用水量不合理。在组成混凝土的所有材料当中, 水确保了混凝土了匀质性和和易性, 用水量对于混凝土的坍落度有着直接而重要的影响。因此, 应在混凝土配合比设计中充分考虑水的用量。
2.3 环境因素
混凝土具有热胀冷缩的特点, 因而施工地的环境因素会对其产生直接影响。混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中, 当施工现场温度发生变化时, 其结构也会随之发生变形, 产生相应的温度应力。当混凝土本身的抗裂强度难以承受这种温度应力时, 就会导致混凝土开裂。通常来讲, 混凝土裂缝的宽度会随着温度的变化而变化, 并且这种变化较为明显, 肉眼即可直接观察到。而建筑工程中所使用的钢筋一旦遭受腐蚀或火灾的侵害, 其表面将受到较大侵蚀, 这也会导致混凝土产生裂缝[2]。
2.4 收缩运动因素
混凝土完成浇筑后会进入凝固阶段, 而凝固实际上就是混凝土发生收缩运动的过程, 在此期间不可避免地会受到水分蒸发等外界因素的干扰, 无法实现自由收缩, 导致混凝土出现不同程度的裂缝。比如, 混凝土在收缩凝固的过程中, 钢筋会阻挡其下沉, 其周边便会出现裂缝。再如, 混凝土在搅拌、运送过程中不可避免地会产生水分的蒸发, 若这一过程持续时间过长, 其含水量就会几乎完全蒸发掉, 此时再进行混凝土的浇筑便会出现层次各异的坍落度, 导致混凝土产生网状裂缝。
3 混凝土施工裂缝的防治措施
3.1 注重材料选择与配合比
原材料的质量直接影响着混凝土的质量, 因此, 施工单位应在原材料的选购上把好入场关, 确保每一种材料的质量都符合相应国家标准和使用要求, 比如集料含泥率、水泥强度、骨料级配等。水泥是混凝土的必备材料, 在选购时应选取终凝时间长、水化热低的, 并在混凝土拌制过程中, 依据建筑工程设计要求, 科学控制水灰比。此外, 对于外加剂和掺合料的选择应确保科学性与合理性, 例如, 同时使用缓凝剂和高效减水剂, 不但能降低水泥用量和用水量, 为施工单位节省经济成本, 还能有效促进混凝土强度的提升, 避免裂缝的产生。另外, 如在混凝土配制过程中使用了吸收率较大的骨料, 混凝土的干缩性也会随之加大, 此时可将适量粉煤灰加入到混凝土中, 避免渗水问题的产生, 进而防治混凝土裂缝。
3.2 改善优化设计结构
设计人员在进行建筑工程结构设计时, 应避免选用强度过高的混凝土材料, 而是合理选择中低强度的混凝土材料, 此外, 也可通过增加承台表面钢筋用量的方式避免混凝土开裂。在实际施工过程中, 为了避免温度因素对混凝土造成的影响, 可进行永久式伸缩设计。除此之外, 在进行建筑工程混凝土结构设计时, 相关人员需对施工现场进行实际勘察, 了解其气候条件、地质环境等实际情况, 以便积极采取有效措施、设计科学方案, 降低混凝土在施工过程中产生裂缝的可能性。需要注意的是, 在施工过程中, 钢筋混凝土的结构抗力会随着时间的推移而不断变大, 这种增长会在前期表现比较明显, 但在龄期达到28天之后这种增长值会一点点变小, 钢筋混凝土的结构抗力也会日益接近设计要求。而在使用过程中, 抗力变化在前期表现并不明显, 但随着时间的变化, 混凝土渐渐发生碳化, 钢筋逐渐被腐蚀, 结构抗力也会呈现下降趋势。
3.3 加大混凝土浇筑过程中的监管力度
为了避免混凝土在建筑工程施工过程中产生裂缝, 施工人员首先应明确结构中容易出现裂缝的位置以及裂缝的间距, 此外需确定混凝土的一次浇筑量以及浇筑时间。如上文所述, 混凝土的泌水性使其容易发生塑性收缩, 导致裂缝产生, 因此, 施工人员应在混凝土初凝和终凝期间, 对其表面进行二次压抹处理。在进行楼层建筑时, 在混凝土完成浇筑的一天期限内, 仅可进行定位、测量、弹线等准备工作, 不可开展施工材料的吊卸工作, 以免对混凝土造成冲击震动, 影响其结构稳定性, 造成开裂。通常情况下, 混凝土在完成浇筑24小时后, 方可进行小型施工材料的吊卸, 但要轻卸轻放, 放置时也应分散处理。完成浇筑3天后, 才可以正常开展楼层墙板或楼面模板的支模作业[3]。为了使混凝土的刚度和抗冲击能力得到有效提升, 最大限度减少弹性变形的发生, 可以采取将旧木板铺设在新浇筑混凝土表面的方式扩散应力, 进而减少裂缝。
3.4 对成型混凝土加强养护
注意混凝土施工过程中的保温养护, 对于防治混凝土裂缝意义重大, 它不但能够降低混凝土浇筑块体内外的温差值, 也能降低其自身的约束应力。混凝土浇筑完成凝固成型后, 应继续采取保温措施降低块体的内外温差, 这不但能使温度应力减小, 也能增大混凝土强度, 更好的发挥应力松弛作用, 从而确保混凝土发生干裂后不会造成大面积的塑性收缩。与此同时, 应加大对混凝土材料的养护力度, 特别是在雨雪等极端天气条件下, 应使用遮雨布或搭建防雨棚, 避免材料雨水受潮或凝结;同时应加强排水建设, 以免雨水流入基坑致使混凝土的浇灌连续性受到负面影响, 为建筑工程的整体施工质量提供有力保障。
4 结束语
当前我国建筑行业虽取得了较大程度的发展, 但建筑工程依然存在混凝土裂缝的问题, 这不但对建筑物的抗渗能力和使用功能产生了极其不利的影响, 还会导致钢筋侵蚀、混凝土碳化, 使得建筑物的耐久性和承载能力明显下降。因此, 施工人员应不断完善混凝土结构设计方案, 通过优选原材料、科学制定配合比以及加强混凝土浇筑监管和养护力度等手段, 避免混凝土在施工过程中及建筑工程投入使用后产生裂缝, 进而保证工程质量, 推动我国建筑业的大发展。
参考文献
[1]胡冰然.浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].建筑施工, 2016 (6) :1140.
[2]王琳娜, 李亚川.浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].城乡建设, 2017 (1) :230.
[3]高新, 郭蕾.浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].河南建材, 2014 (6) :153-154.
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