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摘 要:混凝土工程质量关乎到工程建筑的整体质量,混凝土质量问题是当前工程建筑施工中最常见的问题之一。本文分析了建筑工程混凝土裂缝产生的原因,探讨了混凝土裂缝的一些防治措施。
关键词:建筑工程;混凝土裂缝;防治措施
引 言
随着我国经济的快速发展,人民的物质文化生活水平不断提高,越来越多的高层建筑随之而起。混凝土结构是建筑工程的主要结构形式之一,在实际的施工过程中,混凝土裂缝是常见的质量问题,商品混凝土的广泛应用,使得混凝土的均质性得到了很大的改善,但同时也增加了裂缝防控的难度。混凝土构件裂缝不仅仅会影响建筑的美观,还会给建筑物的质量和稳定性造成较大的影响。文章分析了一些常见的裂缝问题,混凝土结构裂缝成因,并根据具体情况提出了一些防治和处理措施。
1 建筑工程混凝土裂缝的成因
1.1 材料质量
材料质量问题引起的裂缝是较常见的原因。
1.2 结构受力
结构受力后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、施工超载等等均可能产生裂缝。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0.2~0.3mm,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,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。
1.3 设计原因
结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中;构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。
1.4 温度湿度变化
混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温湿度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝,多数裂缝就是由于温湿度变化引起的。
1.5 地基变形
部分混凝土结构开裂原因是不均匀沉降造成的。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。
1.6 施工工艺
①混凝土的搅拌、运输、振捣各道工序中都可能使裂缝产生。②水分蒸发和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。③模板构造不当,支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。④混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
2 混凝土工程中常见裂缝
2.1 干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。
2.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
2.3 不均匀沉降裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动致使混凝土结构产生裂缝。裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
3 裂缝处理
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法。
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4 混凝土结构裂缝的预防措施
4.1 材料方面措施
(1)水泥:尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
(2)骨料:粗骨料适用表面粗糙、级配良好、空隙率小;细骨料:一般采用天然砂。骨料有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。 (3)外加剂:宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
4.2 施工方面措施
(1)配料计量应准确,搅拌时间应保证。
(2)混凝土运输过程中,尽量使混凝土浇筑前充分再次拌合均匀。
(3)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。
4.3 设计方面措施
(1)正确设置变形缝,位置要适当。
(2)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。
(3)大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋,主梁在集中应力处,宜增加附加横向钢筋。
(4)减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,应设置后浇带。
4.4 施工方面措施
(1)模板工程的模板构造要合理,以防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝;模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂;合理掌握拆模时机,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
(2)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,以减少混凝土的收缩变形。
(3)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定。
(4)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度要尽量准确,不要超出规范规定;暗埋线管位置要控制准确。
5 结束语
混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。经过有效的措施控制,能够避免或减少结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内。
参考文献
[1]王新,汪科.从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J].价值工程,2010,10(20):101~102.
[2]李志明.建筑工程混凝土结构质量通病与防治措施探讨[J].中国城市经济,2011,10(15):135~136.
关键词:建筑工程;混凝土裂缝;防治措施
引 言
随着我国经济的快速发展,人民的物质文化生活水平不断提高,越来越多的高层建筑随之而起。混凝土结构是建筑工程的主要结构形式之一,在实际的施工过程中,混凝土裂缝是常见的质量问题,商品混凝土的广泛应用,使得混凝土的均质性得到了很大的改善,但同时也增加了裂缝防控的难度。混凝土构件裂缝不仅仅会影响建筑的美观,还会给建筑物的质量和稳定性造成较大的影响。文章分析了一些常见的裂缝问题,混凝土结构裂缝成因,并根据具体情况提出了一些防治和处理措施。
1 建筑工程混凝土裂缝的成因
1.1 材料质量
材料质量问题引起的裂缝是较常见的原因。
1.2 结构受力
结构受力后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、施工超载等等均可能产生裂缝。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0.2~0.3mm,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,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。
1.3 设计原因
结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中;构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。
1.4 温度湿度变化
混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温湿度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝,多数裂缝就是由于温湿度变化引起的。
1.5 地基变形
部分混凝土结构开裂原因是不均匀沉降造成的。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。
1.6 施工工艺
①混凝土的搅拌、运输、振捣各道工序中都可能使裂缝产生。②水分蒸发和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。③模板构造不当,支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。④混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
2 混凝土工程中常见裂缝
2.1 干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。
2.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
2.3 不均匀沉降裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动致使混凝土结构产生裂缝。裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
3 裂缝处理
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法。
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4 混凝土结构裂缝的预防措施
4.1 材料方面措施
(1)水泥:尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
(2)骨料:粗骨料适用表面粗糙、级配良好、空隙率小;细骨料:一般采用天然砂。骨料有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。 (3)外加剂:宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
4.2 施工方面措施
(1)配料计量应准确,搅拌时间应保证。
(2)混凝土运输过程中,尽量使混凝土浇筑前充分再次拌合均匀。
(3)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。
4.3 设计方面措施
(1)正确设置变形缝,位置要适当。
(2)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。
(3)大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋,主梁在集中应力处,宜增加附加横向钢筋。
(4)减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,应设置后浇带。
4.4 施工方面措施
(1)模板工程的模板构造要合理,以防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝;模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂;合理掌握拆模时机,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
(2)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,以减少混凝土的收缩变形。
(3)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定。
(4)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度要尽量准确,不要超出规范规定;暗埋线管位置要控制准确。
5 结束语
混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。经过有效的措施控制,能够避免或减少结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内。
参考文献
[1]王新,汪科.从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J].价值工程,2010,10(20):101~102.
[2]李志明.建筑工程混凝土结构质量通病与防治措施探讨[J].中国城市经济,2011,10(15):135~136.