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关于建筑施工中混凝土防裂控制技术的分析

2023-03-11 11:10:06

张彬彬

(精易建工集团有限公司,福建 厦门 361000)

由于土地的限制,城市建设不得不向紧凑型、超高层型、节能型以及多用处和高利用率的方向发展。科技的创新,同时带来了建设标准的不断提高,城市的生活,让居民对建设住宅的环境要求越来越高,对住宅工程本身的品质要求近乎苛刻。就目前建设工程的外观,浇筑的混凝土板出现肉眼能够看得见的缝隙,比较容易让建筑住宅用户造成心理负担,而且浇筑完成的混凝土板块出现肉眼可以见到的缝隙,会对结构的安全保障功能、耐久性功能以及房屋可适用性功能造成比较大的影响,这样就让混凝土浇筑的建筑物的使用性能降低、出现比较大的质量缺陷,最终会影响到建筑物使用者的生命财产安全。常见混凝土裂缝图片如图1。

图1 混凝土裂缝图片

混凝土结构裂缝的危害不容小觑,主要从以下几点进行阐述。

首先,混凝土结构裂缝对建筑物安全性的影响,在实际装修过程中,由于混凝土结构楼板增加施工和检修过程中的荷载,比如:施工人员不按照施工组织的要求,任意违规在混凝土板块上,放许多需要填充墙面的加气混凝土块、装修所需要的瓷砖等。如果设计验算时没有考虑过这一部分多出的荷载,那过多的堆放就会导致混凝土板出现裂缝,甚至出现肉眼能够见到的缝隙,大大的影响到建筑物的安全,甚至会出现不可以挽回的损失。

其次,建筑物适用性的影响,比如:居民住宅最为重要的一点是防水性能要符合设计及规范要求,在施工过程中,在具有防水性能要求的混凝土产生贯穿裂缝,直接影响该部位防水要求,甚至造成渗漏现象,给居民住宅造成较为严重的防水问题。

再次,建筑物出现裂缝会对建筑物的耐久性造成影响,在整个建筑物的使用年限内,如果建筑物的结构出现可见的缝隙,混凝土构件内部的骨架,比如钢筋,就会和氧气接触,就容易生锈。而且日常的雨水渗入,不同的化学成分流入,都会造成混凝土构件内部的骨架腐蚀,从而就会影响到建筑物的全寿命的使用时间。

另外,浇筑的混凝土中有些材料,能够与水反应,之后体积会增大,容易造成浇筑完成混凝土板块的内部被撑大,造成浇筑完成后的混凝土板块的内部结构被破坏,从而出现裂缝,这些材料比如:碱集料,碱集料与水反应后体积会增大。本身材料化学反应造成裂缝,也是常见的原因。

2.1 设计不规范

由于混凝土结构建筑物均有体型复杂、奇特等特点,其主要的受力构件为钢筋混凝土构件。设计不规范造成的混凝土结构裂缝主要有以下几点。

(1)设计过程中未充分考虑到建筑物整体的变形和受力,没有在应该设置变形缝的位置设置变形缝,就会造成混凝土内部应力无法有效扩散,就容易出现裂缝。

(2)由于设计人员的技术水平不到位,在计算的时候没有考虑到各中不利因素,以及建筑物的荷载未考虑到位,导致配置的钢筋数量无法满足要求,造成钢筋混凝土构件出现少筋或多筋破坏。

(3)结构构件断面设计预留洞口过大,预留位置不妥当,出现受力薄弱环节,而导致混凝土构件出现裂缝。

(4)设计未充分考虑当地的年平均最高温度和最低温度,混凝土及混凝土合拢时的温度。

2.2 地基基础变形

房屋建筑工程基础不均匀沉降也是造成钢筋混凝土开裂的主要原因。

(1)房屋建于土质较差以及软弱土质上。

(2)各个建筑物基础埋深不同。

(3)建筑物相邻部分的高度、荷重、结构刚度等相差较大。

(4)建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因造成基础不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关,由于地基变形产生应力比较大,使得产生的裂缝一般是贯穿性的,危害较大。

2.3 混凝浇筑过程控制不到位

混凝土在配置之前必须要严格按照要求进行验算不同材料成分的比例,而且在配置之前要正确选用水泥和外加剂;
无论是搅拌站搅拌的混凝土,还是现场自拌的混凝土,都未对混凝土的含水量、水份蒸发量、以及黏稠度进行控制,如果单位体积的含水量不符合规范和设计要求,就会导致混凝土施工性能差,施工不方便,容易造成浇筑完成后的混凝土结构出现裂缝。

浇筑混凝土,现场如果没有安排管理人员进行监督,有些工人就会疏忽,出现部分位置,未采用振动棒振捣到位,或者出现振捣次数过多等现象;
而且浇筑过程中因为混凝土太干,工人会向混凝土罐车内加水,这样就会导致配合比不符合要求;
浇筑未在规定的时间内浇筑完成,浇筑时间过长,未采取任何的保障措施,均会导致混凝土出现裂缝。

混凝土在初步整平后,未按照要求再一次进行抹面,未按照规定采取覆盖、洒水、保温保湿养护,而且采取措施的时间不符合要求;
大体积混凝土浇筑完成后,未采取有效的温控措施,导致混凝土内外温差大,出现裂缝。

图纸设计有后浇带的,没有采取独立的支撑体系,擅自拆除后再支撑从而改变了结构受力,导致混凝土出现裂缝。

在施工缝处继续浇混凝土前,没有将施工缝处的混凝土表面凿毛,没有清除浮浆杂物,用水冲洗不到位,未能保持湿润,没有均匀喷涂(刷)与混凝土同水泥且水灰比0.6的水泥浆,未铺设20mm~30mm厚与混凝土同成分水泥砂浆,浇灌混凝土不及时,导致混凝土出现裂缝。

2.4 混凝土原材料不合格

构成混凝土的成分多种多样,影响混凝土性能的主要还是水泥,而且不同成分的材料质量控制要点不同,比如:硅酸盐水泥构成的混凝土,本身在浇筑完成后就会产生过多的热量,这样就容易造成混凝土浇筑完成后,内部和外部温差不一样,出现裂缝。构成混凝土成分还有砂子等细骨料,如果这些材料含有过多杂质、而且骨料粒径过大或者过小,在浇筑时混凝土不能完全填充需要浇筑的混凝土构件,这样就会使构件骨料缺少,都会造成混凝土构件出现裂缝。配置混凝土用水在使用之前,未进行检测,采用不合格的水源进行配置,比如水中氯离子含量超标,就会造成钢筋锈蚀,也会导致出现缝隙。因此要做好建筑施工,不仅要加强现场的监督管理力度,还要严格把控材料的选取路径,严格进行控制,现场坚决不采用不达标的原材料,这样就从根源上避免混凝土结构出现裂缝。

2.5 结构受荷

在施工中和使用中由于结构承受不当荷载都可能出现裂缝。例如早期受震、材料构配件在堆放以及运输和吊运时的垫块或吊点位置设置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%~40%的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝也称为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2mm~0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的,需加以认真分析,慎重处理。

3.1 设计阶段

(1)设计中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓抗就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓放就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用抗放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则来选择结构方案和使用的材料。

(2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。

(3)积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。

(4)重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

(5)对于大体积混凝土,建议在设计中考虑采用60d龄期混凝土强度值作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。

(6)设计应充分考虑当地的年平均最高温度和最低温度,混凝土及混凝土合拢时的温度。

3.2 做好施工前的准备工作

施工人员在施工前必须掌握图纸各要素,必须了解设计意图,出现设计不合理的地方,及时和设计人员进行沟通落实整改到位。在实际设计过程中可以合理设置构造防裂钢筋,采用补偿收缩等技术来预防混凝土构件出现裂缝。

在施工前,应合理的进行场地布置规划,材料堆放应避免大量的水泥、砂石等集中堆放,导致局部荷载过大,使混凝土构件出现裂缝。

在混凝土浇筑之前,施工人员要加强对混凝土原材料的管理[1]。要保证混凝土不同成分的比例正确,以及配置出来的混凝土混合物能够满足现场的施工要求。另外对于各道工序在时间上的搭配必须要进行严格的控制,在规定的时间内完成。混凝土量比较大的建筑物,浇筑之前须选用热量比较少的水泥,在施工前可以对搅拌混凝土用的骨料采取风冷、加冰块等降低混凝土水化热过大的措施。

3.3 做好混凝浇筑施工质量控制

做好混凝土浇筑施工质量控制是防治混凝土裂缝的重要措施[2]。涉及到大体积混凝土施工,在浇筑大体积的混凝土前,应编制专项方案,可以按照结构以及施工方案的要求,选用不同的浇筑方式,选用的一般的浇筑方式有:一层浇筑完成后,再浇筑一层;
然后在每一段上进行一层一层浇筑;
以斜坡方式进行分层浇筑,使浇筑的混凝热量能够有效的散发开来,浇筑过程中,可以埋入冷却管,通入冷凝水来带走混凝土内部的热量,防止因为内外温差过大形成贯穿裂缝[3]。

混凝土浇筑完成后养护方式、养护时间要符合设计及相关规范规定。

3.4 通过减水防裂剂的合理利用来有效防治裂缝

外加剂是混凝土施工过程中必备的产品。合理利用外加剂能够有效改善混凝土结构裂缝的情况。在工程中一般会使用减水剂和防裂剂,使用减水防裂剂可以在很大程度上提高混凝土的抗拉强度,而且能够减少用水量,提高混凝土密实度,从而预防裂缝出现[4]。

建筑施工中质量和安全管理需要抓住重点,混凝土裂缝的控制,就是建筑施工中管理要点,因为混凝土裂缝控制工作对施工以及房屋交付以后的质量起决定性作用,做好混凝土裂缝的防治工作对于提升混凝土质量具有重要的意义,所以在当代社会标准不断提高的背景下,加强防治混凝土裂缝的工作就变得非常重要。本文详细地分析和介绍了混凝土裂缝产生的原因以及防治措施,希望在今后的施工过程中,能够有效地避免混凝土裂缝的产生。

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