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混凝土施工裂縫成因與防治策略論文
摘要：國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速增長(zhǎng), 推動(dòng)著我國(guó)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展, 盡管近些年來(lái)我國(guó)各大城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建筑如雨后春筍般拔地而起, 但在此過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題影響著整體建筑水平, 其中混凝土開(kāi)裂是建筑行業(yè)最重要的共性問(wèn)題。為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生, 提升我國(guó)建筑質(zhì)量, 就必須首先明確混凝土產(chǎn)生裂縫的原因, 再有針對(duì)性的采取有效措施予以避免和解決。本文闡述了混凝土工程中常見(jiàn)的裂縫類型以及裂縫成因, 并重點(diǎn)提出了幾點(diǎn)防治措施, 希望能為我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：建筑工程; 混凝土; 裂縫成因; 防治措施;
0 引言
為了把好建筑工程質(zhì)量關(guān), 防止混凝土裂縫, 建筑人員就必須明確溫度、材料、工藝、養(yǎng)護(hù)等因素對(duì)混凝土建筑的影響, 采取合理控制施工流程、控制澆筑溫度、加強(qiáng)材料配比等手段, 確保每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都能滿足建筑要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在施工過(guò)程中應(yīng)多觀察, 通過(guò)科學(xué)分析總結(jié)施工時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題, 并制定合理解決方案, 為建筑質(zhì)量的提升提供有力保障。
1 混凝土建筑中常見(jiàn)的裂縫類型
1.1 干縮裂縫
通常來(lái)講, 混凝土在完成澆筑后的一個(gè)星期以及養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間, 混凝土容易發(fā)生干縮裂縫。這主要是因?yàn)? 水泥漿中的水分會(huì)隨著時(shí)間的變化漸漸蒸發(fā), 進(jìn)而造成干縮, 這種干縮是一種必然狀態(tài), 不可逆且不可避[1]。混凝土的表面及內(nèi)部的水分蒸發(fā)程度不同, 會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生不同的變形, 比如, 混凝土表面受時(shí)間、溫度、降水等條件的影響, 水分的損失速度很快, 變形程度也相對(duì)較大;而混凝土內(nèi)部受外部條件的影響較小, 水分不會(huì)發(fā)生太大變化, 變形程度也相對(duì)較小。而混凝土發(fā)生干縮變形會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力, 進(jìn)而導(dǎo)致裂縫。盡管混凝土干縮是不可避的, 但施工人員可以通過(guò)合理調(diào)配水灰比、外加劑用量以及集料性質(zhì)等手段, 最大限度減少干縮的發(fā)生。
1.2 塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在完成澆筑尚未凝結(jié)之前, 由于表面失水過(guò)快而發(fā)生的收縮。這種收縮往往在大風(fēng)或者干熱的天氣比較容易出現(xiàn)。塑性收縮造成的混凝土裂縫一般呈現(xiàn)出中間寬、兩端窄的不連貫狀態(tài), 且裂縫長(zhǎng)短不一。水灰比、凝結(jié)時(shí)間、溫濕度、風(fēng)速等因素是造成混凝土塑性收縮裂縫的主要原因。
1.3 溫度裂縫
通常來(lái)講, 大體積混凝土表面更容易發(fā)生溫度裂縫, 此外, 溫差較大的地區(qū)也是溫度裂縫的高發(fā)區(qū)域。混凝土完成澆筑后進(jìn)入硬化階段, 在此過(guò)程中, 水泥會(huì)發(fā)生水化產(chǎn)生大量水化熱, 致使混凝土的內(nèi)部溫度升高, 甚至可達(dá)70℃以上。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的最大抗拉強(qiáng)度時(shí), 混凝土便會(huì)產(chǎn)生裂縫, 這種現(xiàn)象多見(jiàn)于混凝土施工的中后期。
2 混凝土裂縫成因分析
2.1 混凝土原材料因素
混凝土是由水泥、砂、石、水等多種材料按照一定比例組合而成的復(fù)合材料, 任何一種原材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo), 都有可能造成混凝土裂縫。
(1) 粗骨料對(duì)混凝土裂縫的影響。若粗骨料中泥的含量過(guò)高, 混凝土的收縮便會(huì)隨之加大, 那么在塑形階段, 混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫;若粗骨料的級(jí)配達(dá)不到相應(yīng)要求, 就會(huì)造成混凝土內(nèi)部孔隙增多, 混凝土一旦承受較大荷載, 其內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)就會(huì)使得裂縫產(chǎn)生。
(2) 水泥對(duì)混凝土裂縫的影響。盡管科技水平的發(fā)展使得我國(guó)水泥生產(chǎn)走向了更加現(xiàn)代化的優(yōu)質(zhì)發(fā)展之路, 但在建筑工程施工過(guò)程中卻存在著水泥細(xì)度越大則強(qiáng)度越高的誤區(qū), 這種誤區(qū)嚴(yán)重影響著混凝土的質(zhì)量。事實(shí)上, 水泥細(xì)度越大, 其水化反應(yīng)的速度也就越快, 混凝土內(nèi)部便會(huì)發(fā)生快速的升溫反應(yīng), 進(jìn)而造成混凝土內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力, 最終導(dǎo)致內(nèi)部開(kāi)裂。與此同時(shí), 混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度會(huì)隨著水泥強(qiáng)度的增高而加大, 過(guò)大的混凝土強(qiáng)度會(huì)使得脆性增加, 導(dǎo)致開(kāi)裂。
(3) 外加劑與摻合料對(duì)混凝土裂縫的影響。相較于傳統(tǒng)的混凝土, 現(xiàn)代混凝土的外加劑組成成分明顯增多, 若沒(méi)能合理選擇外加劑和摻合料, 則很容易造成混凝土的收縮加大, 進(jìn)而增加混凝土前期的開(kāi)裂幾率。
2.2 混凝土配合比因素
混凝土是由多種原材料組成的混合材料, 為了確保其使用功能滿足相應(yīng)要求, 就必須加強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì), 確保每一種原材料的比例準(zhǔn)確。在建筑工程建設(shè)過(guò)程中存在這樣一個(gè)誤區(qū), 混凝土強(qiáng)度越高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng), 越持久耐用。但實(shí)際上, 混凝土強(qiáng)度的提升往往是以破壞其某一項(xiàng)特性為代價(jià), 比如強(qiáng)度的提升造成脆性增強(qiáng)。當(dāng)前建筑行業(yè)混凝土配合比主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題:首先, 水泥用量過(guò)大。正如上文所說(shuō), 過(guò)大的水泥用量, 會(huì)使混凝土的水化反應(yīng)的速度加快, 導(dǎo)致內(nèi)部快速升溫, 產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力, 最終導(dǎo)致內(nèi)部開(kāi)裂。其次, 用水量不合理。在組成混凝土的所有材料當(dāng)中, 水確保了混凝土了勻質(zhì)性和和易性, 用水量對(duì)于混凝土的坍落度有著直接而重要的影響。因此, 應(yīng)在混凝土配合比設(shè)計(jì)中充分考慮水的用量。
2.3 環(huán)境因素
混凝土具有熱脹冷縮的特點(diǎn), 因而施工地的環(huán)境因素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響。混凝土在澆筑、凝固、硬化過(guò)程中, 當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)溫度發(fā)生變化時(shí), 其結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之發(fā)生變形, 產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土本身的抗裂強(qiáng)度難以承受這種溫度應(yīng)力時(shí), 就會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。通常來(lái)講, 混凝土裂縫的寬度會(huì)隨著溫度的變化而變化, 并且這種變化較為明顯, 肉眼即可直接觀察到。而建筑工程中所使用的鋼筋一旦遭受腐蝕或火災(zāi)的侵害, 其表面將受到較大侵蝕, 這也會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫[2]。
2.4 收縮運(yùn)動(dòng)因素
混凝土完成澆筑后會(huì)進(jìn)入凝固階段, 而凝固實(shí)際上就是混凝土發(fā)生收縮運(yùn)動(dòng)的過(guò)程, 在此期間不可避免地會(huì)受到水分蒸發(fā)等外界因素的干擾, 無(wú)法實(shí)現(xiàn)自由收縮, 導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不同程度的裂縫。比如, 混凝土在收縮凝固的過(guò)程中, 鋼筋會(huì)阻擋其下沉, 其周邊便會(huì)出現(xiàn)裂縫。再如, 混凝土在攪拌、運(yùn)送過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生水分的蒸發(fā), 若這一過(guò)程持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 其含水量就會(huì)幾乎完全蒸發(fā)掉, 此時(shí)再進(jìn)行混凝土的澆筑便會(huì)出現(xiàn)層次各異的坍落度, 導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。
3 混凝土施工裂縫的防治措施
3.1 注重材料選擇與配合比
原材料的質(zhì)量直接影響著混凝土的質(zhì)量, 因此, 施工單位應(yīng)在原材料的選購(gòu)上把好入場(chǎng)關(guān), 確保每一種材料的質(zhì)量都符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和使用要求, 比如集料含泥率、水泥強(qiáng)度、骨料級(jí)配等。水泥是混凝土的必備材料, 在選購(gòu)時(shí)應(yīng)選取終凝時(shí)間長(zhǎng)、水化熱低的, 并在混凝土拌制過(guò)程中, 依據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)要求, 科學(xué)控制水灰比。此外, 對(duì)于外加劑和摻合料的選擇應(yīng)確保科學(xué)性與合理性, 例如, 同時(shí)使用緩凝劑和高效減水劑, 不但能降低水泥用量和用水量, 為施工單位節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本, 還能有效促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的提升, 避免裂縫的產(chǎn)生。另外, 如在混凝土配制過(guò)程中使用了吸收率較大的骨料, 混凝土的干縮性也會(huì)隨之加大, 此時(shí)可將適量粉煤灰加入到混凝土中, 避免滲水問(wèn)題的產(chǎn)生, 進(jìn)而防治混凝土裂縫。
3.2 改善優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)避免選用強(qiáng)度過(guò)高的混凝土材料, 而是合理選擇中低強(qiáng)度的混凝土材料, 此外, 也可通過(guò)增加承臺(tái)表面鋼筋用量的方式避免混凝土開(kāi)裂。在實(shí)際施工過(guò)程中, 為了避免溫度因素對(duì)混凝土造成的影響, 可進(jìn)行永久式伸縮設(shè)計(jì)。除此之外, 在進(jìn)行建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 相關(guān)人員需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際勘察, 了解其氣候條件、地質(zhì)環(huán)境等實(shí)際情況, 以便積極采取有效措施、設(shè)計(jì)科學(xué)方案, 降低混凝土在施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫的可能性。需要注意的是, 在施工過(guò)程中, 鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)抗力會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷變大, 這種增長(zhǎng)會(huì)在前期表現(xiàn)比較明顯, 但在齡期達(dá)到28天之后這種增長(zhǎng)值會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)變小, 鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)抗力也會(huì)日益接近設(shè)計(jì)要求。而在使用過(guò)程中, 抗力變化在前期表現(xiàn)并不明顯, 但隨著時(shí)間的變化, 混凝土漸漸發(fā)生碳化, 鋼筋逐漸被腐蝕, 結(jié)構(gòu)抗力也會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
3.3 加大混凝土澆筑過(guò)程中的監(jiān)管力度
為了避免混凝土在建筑工程施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫, 施工人員首先應(yīng)明確結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)裂縫的位置以及裂縫的間距, 此外需確定混凝土的一次澆筑量以及澆筑時(shí)間。如上文所述, 混凝土的泌水性使其容易發(fā)生塑性收縮, 導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生, 因此, 施工人員應(yīng)在混凝土初凝和終凝期間, 對(duì)其表面進(jìn)行二次壓抹處理。在進(jìn)行樓層建筑時(shí), 在混凝土完成澆筑的一天期限內(nèi), 僅可進(jìn)行定位、測(cè)量、彈線等準(zhǔn)備工作, 不可開(kāi)展施工材料的吊卸工作, 以免對(duì)混凝土造成沖擊震動(dòng), 影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性, 造成開(kāi)裂。通常情況下, 混凝土在完成澆筑24小時(shí)后, 方可進(jìn)行小型施工材料的吊卸, 但要輕卸輕放, 放置時(shí)也應(yīng)分散處理。完成澆筑3天后, 才可以正常開(kāi)展樓層墻板或樓面模板的支模作業(yè)[3]。為了使混凝土的剛度和抗沖擊能力得到有效提升, 最大限度減少?gòu)椥宰冃蔚陌l(fā)生, 可以采取將舊木板鋪設(shè)在新澆筑混凝土表面的方式擴(kuò)散應(yīng)力, 進(jìn)而減少裂縫。
3.4 對(duì)成型混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)
注意混凝土施工過(guò)程中的保溫養(yǎng)護(hù), 對(duì)于防治混凝土裂縫意義重大, 它不但能夠降低混凝土澆筑塊體內(nèi)外的溫差值, 也能降低其自身的約束應(yīng)力。混凝土澆筑完成凝固成型后, 應(yīng)繼續(xù)采取保溫措施降低塊體的內(nèi)外溫差, 這不但能使溫度應(yīng)力減小, 也能增大混凝土強(qiáng)度, 更好的發(fā)揮應(yīng)力松弛作用, 從而確保混凝土發(fā)生干裂后不會(huì)造成大面積的塑性收縮。與此同時(shí), 應(yīng)加大對(duì)混凝土材料的養(yǎng)護(hù)力度, 特別是在雨雪等極端天氣條件下, 應(yīng)使用遮雨布或搭建防雨棚, 避免材料雨水受潮或凝結(jié);同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)排水建設(shè), 以免雨水流入基坑致使混凝土的澆灌連續(xù)性受到負(fù)面影響, 為建筑工程的整體施工質(zhì)量提供有力保障。
4 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)雖取得了較大程度的發(fā)展, 但建筑工程依然存在混凝土裂縫的問(wèn)題, 這不但對(duì)建筑物的抗?jié)B能力和使用功能產(chǎn)生了極其不利的影響, 還會(huì)導(dǎo)致鋼筋侵蝕、混凝土碳化, 使得建筑物的耐久性和承載能力明顯下降。因此, 施工人員應(yīng)不斷完善混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案, 通過(guò)優(yōu)選原材料、科學(xué)制定配合比以及加強(qiáng)混凝土澆筑監(jiān)管和養(yǎng)護(hù)力度等手段, 避免混凝土在施工過(guò)程中及建筑工程投入使用后產(chǎn)生裂縫, 進(jìn)而保證工程質(zhì)量, 推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)的大發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2]王琳娜, 李亞川.淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].城鄉(xiāng)建設(shè), 2017 (1) :230.
[3]高新, 郭蕾.淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].河南建材, 2014 (6) :153-154.
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