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【摘要】本文从分析建筑施工中混凝土出现裂缝的原因,进而分析了混凝土裂缝的控制技术,在此基础上,本文最后分析了建筑施工中治理混凝土裂缝的一些有效的方法,以期能够有效的降低混凝土裂缝的出现,提高混凝土工程的质量。
【关键词】建筑施工;混凝土;裂缝控制;技术
中图分类号:TU7 文献标识码: A
一、前言
混凝土工程属于建筑工程中的重点工程之一,同时,也是一个比较容易出现问题的工程。其中比较严重的问题就是混凝土裂缝,它的存在将会大大降低混凝土的质量,所以,必须严格控制混凝土工程中的裂缝问题。
二、混凝土的概念和种类
1、混凝土的简单概念
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。它有一个简称为“砼”,指的是集料胶由胶凝材料结成整体的工程复合材料的一种统称,在土木工程中得到广泛而全面的使用,尤其在施工建筑方面起着举足轻重的作用。
2、混凝土的种类划分
它的种类繁多,特点不同,按不同层面来划分,可以有不一样的定义,和使用范围:
(一)按混凝土拌合物的和易性来划分,主要为干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。
(二)按表观密度来划分可分為重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
(三)按胶凝材料分类可为无机胶凝材料混凝土和有机胶结料混凝土,无机的类别代表主要是如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等;有机成分的类别代表主要是沥青混凝土、聚:合物混凝土等等。
三、建筑施工中混凝土裂缝的原因
1、水泥水化热的影响
混凝土浇筑过程中的热源来自于水泥的水化生热,水泥水化热一般是在浇筑后短期内集中放热。放热速度一般和混凝土的配合比,水泥种类有直接关系。由于大量的水化热集聚在混凝土内部缓慢释放出来,故一般地,混凝土中心温度高,而外表面温度较低,因而在混凝土内外产生较大的温度梯度,使其内部产生压应力,表面产生拉应力。而当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2、楼板的力学形变引起的裂缝
楼板的弹性变形及支座处负筋下沉均会产生裂缝,施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未到终凝时间就上荷载等,这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致混凝土裂缝。
3、温度引起的裂缝
大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生有较大影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外,外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。
4、混凝土的配比不当引起的裂缝
这主要体现在实际工作中在高强砼的水灰比的取值上没有严格控制在0.24-0.38之间,而在普通砼的水灰比而言,也没有控制在最大到0.6。在同一品种及相同强度等级水泥条件下,混凝土强度等级主要取决于水灰比,因为水泥水化时,所需的结合水,一般只占水泥重量四分之一左右。如今工程界比较普遍的现象是,为了获得必要的流动性,保证浇灌质量,常需要较大的水灰比。相反,在水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面。根据力学分析,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝。
5、浇筑后的养护不合理
我们知道现在建筑楼板浇筑后的养护方法已经比较落后,这种老式的养护方法已经不符合现代建筑的需要,所以探索改进新的养护方法尤为重要。众所周知混凝土的失水情况会影响到水泥的水化作用,如果在水泥的水化作用完成之前,失水太严重就会造成混凝土的结构疏松形成干缩裂缝等导致楼板的渗水性过大。
四、建筑施工中混凝土裂缝控制技术
1、原材料的选用与配合比设计
(一)水泥
大体积砼应优选高强低水化热水泥,以减少水泥用量,降低水化热。如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等,强度应优先采用32.5或42.5标号的水泥。
(二)砂、石骨料
施工用砂应选择细度模数2.8~3.0之间的中粗砂,含泥量严格控制在1%以下,不得混有草根等有机杂质,杜绝使用细砂。粗骨料应尽量选用粒径较好,石子级配良好的粗骨料,但考虑到大体积砼多为商品砼、泵送,所以综合考虑应优选5~25cm连续级配的碎石,含泥量低于1%,片状、针状石含量不得超过10%,严禁有风化石、云母岩等低强度岩石存在。
(三)规范范配合比设计
严格按照耐久性混凝土有关要求进行配合比设计,考虑碱骨料反应,在选择混凝土材料的时候,要控制碱含量、氯离子和三氧化硫含量避免因为碱集料反应而形成裂缝;根据骨料含水量测定值及时调整施工配合比。
2、施工技术控制
(一)控制砼坍落度。积极与商品砼生产厂家加强联系,根据运输路线的情况,控制好坍落度,施工现场做好到场砼坍落度的抽查工作,严禁在施工现场随意加水的做法,将施工现场的砼坍落度严格控制在设计范围之内。
(二)减小浇筑层厚度。大体积砼结构的浇筑方案,可分为全面分层、分段分层和斜面分层三种。全面分层法要求混凝土浇筑强度大,斜面分层法混凝土浇筑强度小,施工中可根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力,选择浇筑方案,目前应用较多的是斜面分层法。
(三)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。混凝土浇筑入模后应立即进行充分的振捣,使新入模的混凝土充满摸板的每一角落,排出气泡,使混凝土拌和物获得最大的密实度和均匀性。大体积砼应采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。
(四)控制混凝土的养护和拆模时间。混凝土浇筑后,应用草席、草袋等材料覆盖,并洒水养护,达到保温、保湿,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面必须采取保温措施,尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。
五、混凝土裂缝的治理
1、封堵法。多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。
2、注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果较好
3、充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V型或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光
4、增大截面加固法。用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。
5、外包角钢加固法。用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。
6、粘钢加固法。在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。
7、增设剪力墙加固法。结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。
在进行混凝土裂缝施工管理过程中,有很多方法可以有效控制裂缝的产生,除了上述常用的方法外其他方法此处就不再一一赘述了。
六、结束语
综上所述,在建筑工程项目的施工中,首先要明确混凝土裂缝的出现对工程造成的不利影响,进而分析裂缝出现的种种原因,针对原因制定有效的应对对策,从而尽量避免混凝土裂缝的出现。
【参考文献】
[1]江丛彬.浅谈建筑施工中混凝土裂缝的控制技术[J].黑龙江科技信息,2010,(18).
[2]韩阳,符东臣.对建筑施工中混凝土裂缝控制的研究[J].黑龙江科技信息,2010,(26).
[3]朱子龙.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].民营科技,2010,(10)
[4]王明成.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].决策与信息:下旬,2012,(3)
【关键词】建筑施工;混凝土;裂缝控制;技术
中图分类号:TU7 文献标识码: A
一、前言
混凝土工程属于建筑工程中的重点工程之一,同时,也是一个比较容易出现问题的工程。其中比较严重的问题就是混凝土裂缝,它的存在将会大大降低混凝土的质量,所以,必须严格控制混凝土工程中的裂缝问题。
二、混凝土的概念和种类
1、混凝土的简单概念
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。它有一个简称为“砼”,指的是集料胶由胶凝材料结成整体的工程复合材料的一种统称,在土木工程中得到广泛而全面的使用,尤其在施工建筑方面起着举足轻重的作用。
2、混凝土的种类划分
它的种类繁多,特点不同,按不同层面来划分,可以有不一样的定义,和使用范围:
(一)按混凝土拌合物的和易性来划分,主要为干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。
(二)按表观密度来划分可分為重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
(三)按胶凝材料分类可为无机胶凝材料混凝土和有机胶结料混凝土,无机的类别代表主要是如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等;有机成分的类别代表主要是沥青混凝土、聚:合物混凝土等等。
三、建筑施工中混凝土裂缝的原因
1、水泥水化热的影响
混凝土浇筑过程中的热源来自于水泥的水化生热,水泥水化热一般是在浇筑后短期内集中放热。放热速度一般和混凝土的配合比,水泥种类有直接关系。由于大量的水化热集聚在混凝土内部缓慢释放出来,故一般地,混凝土中心温度高,而外表面温度较低,因而在混凝土内外产生较大的温度梯度,使其内部产生压应力,表面产生拉应力。而当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2、楼板的力学形变引起的裂缝
楼板的弹性变形及支座处负筋下沉均会产生裂缝,施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未到终凝时间就上荷载等,这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致混凝土裂缝。
3、温度引起的裂缝
大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生有较大影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外,外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。
4、混凝土的配比不当引起的裂缝
这主要体现在实际工作中在高强砼的水灰比的取值上没有严格控制在0.24-0.38之间,而在普通砼的水灰比而言,也没有控制在最大到0.6。在同一品种及相同强度等级水泥条件下,混凝土强度等级主要取决于水灰比,因为水泥水化时,所需的结合水,一般只占水泥重量四分之一左右。如今工程界比较普遍的现象是,为了获得必要的流动性,保证浇灌质量,常需要较大的水灰比。相反,在水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面。根据力学分析,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝。
5、浇筑后的养护不合理
我们知道现在建筑楼板浇筑后的养护方法已经比较落后,这种老式的养护方法已经不符合现代建筑的需要,所以探索改进新的养护方法尤为重要。众所周知混凝土的失水情况会影响到水泥的水化作用,如果在水泥的水化作用完成之前,失水太严重就会造成混凝土的结构疏松形成干缩裂缝等导致楼板的渗水性过大。
四、建筑施工中混凝土裂缝控制技术
1、原材料的选用与配合比设计
(一)水泥
大体积砼应优选高强低水化热水泥,以减少水泥用量,降低水化热。如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等,强度应优先采用32.5或42.5标号的水泥。
(二)砂、石骨料
施工用砂应选择细度模数2.8~3.0之间的中粗砂,含泥量严格控制在1%以下,不得混有草根等有机杂质,杜绝使用细砂。粗骨料应尽量选用粒径较好,石子级配良好的粗骨料,但考虑到大体积砼多为商品砼、泵送,所以综合考虑应优选5~25cm连续级配的碎石,含泥量低于1%,片状、针状石含量不得超过10%,严禁有风化石、云母岩等低强度岩石存在。
(三)规范范配合比设计
严格按照耐久性混凝土有关要求进行配合比设计,考虑碱骨料反应,在选择混凝土材料的时候,要控制碱含量、氯离子和三氧化硫含量避免因为碱集料反应而形成裂缝;根据骨料含水量测定值及时调整施工配合比。
2、施工技术控制
(一)控制砼坍落度。积极与商品砼生产厂家加强联系,根据运输路线的情况,控制好坍落度,施工现场做好到场砼坍落度的抽查工作,严禁在施工现场随意加水的做法,将施工现场的砼坍落度严格控制在设计范围之内。
(二)减小浇筑层厚度。大体积砼结构的浇筑方案,可分为全面分层、分段分层和斜面分层三种。全面分层法要求混凝土浇筑强度大,斜面分层法混凝土浇筑强度小,施工中可根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力,选择浇筑方案,目前应用较多的是斜面分层法。
(三)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。混凝土浇筑入模后应立即进行充分的振捣,使新入模的混凝土充满摸板的每一角落,排出气泡,使混凝土拌和物获得最大的密实度和均匀性。大体积砼应采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。
(四)控制混凝土的养护和拆模时间。混凝土浇筑后,应用草席、草袋等材料覆盖,并洒水养护,达到保温、保湿,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面必须采取保温措施,尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。
五、混凝土裂缝的治理
1、封堵法。多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。
2、注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果较好
3、充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V型或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光
4、增大截面加固法。用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。
5、外包角钢加固法。用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。
6、粘钢加固法。在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。
7、增设剪力墙加固法。结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。
在进行混凝土裂缝施工管理过程中,有很多方法可以有效控制裂缝的产生,除了上述常用的方法外其他方法此处就不再一一赘述了。
六、结束语
综上所述,在建筑工程项目的施工中,首先要明确混凝土裂缝的出现对工程造成的不利影响,进而分析裂缝出现的种种原因,针对原因制定有效的应对对策,从而尽量避免混凝土裂缝的出现。
【参考文献】
[1]江丛彬.浅谈建筑施工中混凝土裂缝的控制技术[J].黑龙江科技信息,2010,(18).
[2]韩阳,符东臣.对建筑施工中混凝土裂缝控制的研究[J].黑龙江科技信息,2010,(26).
[3]朱子龙.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].民营科技,2010,(10)
[4]王明成.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].决策与信息:下旬,2012,(3)