建筑工地的混凝土裂縫的防御辦法研究論文
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論文摘要：隨著建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越普遍，在施工中出現(xiàn)了大量的混凝土裂縫，嚴(yán)重影響了建筑物的使用安全。本文對(duì)建筑工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，探討了防治的措施。
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問(wèn)題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，大體積混凝土硬化時(shí)要釋放出大量的水化熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫。微裂縫對(duì)混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害，但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的裂縫。當(dāng)混凝土裂縫的寬度超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)，會(huì)影響建筑物和構(gòu)件的適用性和耐久性，不僅有損外觀形象，還會(huì)造成鋼筋外露、腐蝕并減小建筑結(jié)構(gòu)抵抗荷載的能力，降低建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛度。
裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，要想控制解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手，正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。因此，探討混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制方法，對(duì)施工質(zhì)量的控制很有益處。
1建筑施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因
建筑設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫；對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫；構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫；未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形；采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利?；炷猎谟不^(guò)程中，由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小，產(chǎn)生收縮，而板的四周由于受到支座的約束，不能自由伸展，當(dāng)混凝土的收縮所引起板的約束應(yīng)力超過(guò)一定程度時(shí)，必然引起現(xiàn)澆板的開裂。
1.2混凝土材料的因素
首先，不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿干縮性變化很大。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥的收縮大，而粉煤灰水泥收縮值較小，快硬性水泥收縮大。一般來(lái)說(shuō)，其水灰比不變，水泥用量越多，混凝土的收縮率越大，因?yàn)榛炷恋母煽s主要產(chǎn)生于水泥漿的干縮，水泥漿越少，混凝土中骨料對(duì)干縮的制約作用越顯著。
其次，混凝土中水的蒸發(fā)引起混凝土的收縮，水灰比越大水泥漿越稀，收縮率越大開裂的可能性也越大。同時(shí)減少用水量和水泥量對(duì)于改善干縮、提高混凝土的抗裂更為有效，但應(yīng)在正確的方法指導(dǎo)下采用，必須保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。
再次，粗細(xì)骨料含泥量過(guò)大、骨料顆粒級(jí)配不良都會(huì)造成混凝土收縮增大，從而誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生，骨料的密度大、級(jí)配好、彈性模量高、骨料粒徑大則可減少混凝土的收縮。外加劑和摻合料會(huì)影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變，從而會(huì)對(duì)混凝土的開裂產(chǎn)生影響，摻有外加劑的混凝土干縮值較大，特別是初期干縮值較大。防止裂縫的有效方法是使用膨脹劑，混凝土初期膨脹，后期干縮值小，能有效控制裂縫的發(fā)生。
最后，混凝土中使用的鋼筋越多，產(chǎn)生的握裹力越強(qiáng)，從而約束了混凝土的變形，減少了收縮量，也防止了裂縫的產(chǎn)生。使用焊接鋼筋網(wǎng)，縱筋、箍筋布置合理，布置細(xì)而密的鋼筋能有效地防止裂縫。
1.3混凝土材料的配合比
集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生?；炷了冶冗^(guò)大，或使用過(guò)量粉砂也可以使樓板產(chǎn)生裂縫。當(dāng)用同一品種及相同強(qiáng)度等級(jí)水泥時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)主要取決于水灰比。當(dāng)水泥水化后，多余的水分就殘留在混凝土中，形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，減少了混凝土抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，在荷載作用下，可能在孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使樓板表面出現(xiàn)裂縫，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，拉力強(qiáng)度低，容易因塑性而產(chǎn)生裂縫。配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)取?/p>
1.4施工工藝及養(yǎng)護(hù)的原因
首先，混凝土拌和不勻、拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、運(yùn)輸泵送時(shí)改變了配合比，澆筑順序不合理、速度太快等施工會(huì)改變混凝土的質(zhì)量，降低混凝土的性能，引起澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫?，F(xiàn)場(chǎng)振搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗抽撤過(guò)快，會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生。
其次，混凝土的養(yǎng)護(hù)可改變混凝土的水化反應(yīng)速度，影響混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)。則混凝土收縮越小。在養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中必須嚴(yán)格控制混凝土的水化熱，對(duì)拌和好的混凝土進(jìn)行預(yù)冷卻以降低溫度，使?jié)仓蠡炷恋淖罡邷囟扰c溫度梯度最小，外界對(duì)混凝土的約束最小。混凝土養(yǎng)護(hù)的目的是為了保證混凝土的正常凝結(jié)、硬化?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短，保持的濕度過(guò)低都會(huì)使得混凝土收縮變大，會(huì)引起裂縫。
最后，施工中，振搗棒直接擱在鋼筋上進(jìn)行振動(dòng)，鋼筋被擾動(dòng)，同時(shí)使得澆筑完的混凝土過(guò)早受到振動(dòng)，影響了鋼筋與混凝土的握裹作用，也影響了混凝土的均勻性與密實(shí)性。鋼筋保護(hù)層厚度不足，造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小，對(duì)混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風(fēng)速過(guò)大或烈日暴曬的情況下施工，混凝土的收縮值大。大體積混凝土構(gòu)件澆筑后，抹面的次數(shù)和保溫工作不到位，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
2建筑施工中混凝土裂縫的防制措施
2.1做好施工前的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備工作。
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)處理好處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理配置構(gòu)造鋼筋，防止裂縫的產(chǎn)生；設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)的應(yīng)力集中，如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí)，應(yīng)充分考慮采用構(gòu)造配筋等加強(qiáng)措施；積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。
盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間，在板底鋼筋綁扎后，線管予埋和模板封鑲收頭前應(yīng)及時(shí)穿插并爭(zhēng)取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量?；炷凉と嗽跐仓r(shí)，對(duì)裂縫容易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)活動(dòng)跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。
2.2注重混凝土原材料的選擇和配比。
首先，混凝土中如果采用吸收率較大的骨料，干縮較大、骨料含泥量較多時(shí)，會(huì)增大混凝土的干縮性；骨料粒徑較大、級(jí)配良好時(shí)，由于能減少混凝土中的水泥漿用量，所以混凝土干縮率較小。摻加粉煤灰能減少水泥用量并有效降低水化熱，可降低混凝土單方用水量和水泥用量，還可減少混凝土自身體積收縮。同時(shí)，在混凝土中摻加粉煤灰或高效減水劑不僅能使混凝土具有較好的和易性、可泵性、抗?jié)B性、抗離析好，減少泌水現(xiàn)象發(fā)生、有利于混凝土表面處理。
其次，配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱；選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑；積極采用合適的摻和料和混凝土外加劑，抑制堿骨料反應(yīng)；正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。
最后，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級(jí)配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，減少空隙率以減少混凝土收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
2.3強(qiáng)化混凝土澆搗工作的要求。
首先，澆搗時(shí)振動(dòng)棒建議采用垂直振搗，行列式排列，做到快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。由于很多泵送混凝土的自由流淌，形成混凝土的分層澆筑。在振搗上一層時(shí)，應(yīng)插入下一層中，以消除兩層中間的接縫，上一層混凝土的自然形成厚度不能超過(guò)振動(dòng)棒長(zhǎng)的1.25倍?；炷恋恼駬v時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為8s～10s，以防止石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻?；炷翝驳矫鎸訒r(shí)，表面應(yīng)抹平壓實(shí)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實(shí)度。
其次，澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土；對(duì)于地下結(jié)構(gòu)混凝土，盡早回填土，對(duì)減少裂縫有利。支摸板時(shí)要保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。
最后，嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位，以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)?；炷翝驳矫鎸訒r(shí)，表面應(yīng)抹平壓實(shí)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，以提高混凝土的密實(shí)度。
2.4采取合理的養(yǎng)護(hù)措施。
首先，保溫養(yǎng)護(hù)是混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆注塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力?？梢越档突炷翝沧K體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體承受外約束力的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的。
其次，適當(dāng)提高養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度有利于減少內(nèi)外溫差、緩解降溫速度，從而減小溫度應(yīng)力，也有利于混凝土強(qiáng)度增大和應(yīng)力松弛發(fā)揮作用，可以避免混凝土因表面干裂而產(chǎn)生的塑性收縮。養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面溫度與其中心溫度之差不大于25℃。混凝土澆灌過(guò)程中，如遇風(fēng)雨天氣，應(yīng)搭設(shè)防雨彩條布進(jìn)行遮蓋，同時(shí)周邊做好明溝排水工作，防止雨水流進(jìn)基坑內(nèi)，保證混凝土澆灌的連續(xù)性和施工質(zhì)量。超級(jí)秘書網(wǎng)
最后，加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗的養(yǎng)護(hù)工作?；炷琉B(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工過(guò)程中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，忽視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，既會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，又易使其在硬化過(guò)程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫，尤其在高溫下施工，更應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)，這樣既可減少因溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力，有效控制裂縫。
3結(jié)語(yǔ)
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。在施工中切實(shí)抓好混凝土的配和比設(shè)計(jì)、施工工藝、切縫時(shí)間和深度、混凝土的養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)改善混凝土的質(zhì)量并采取有效的澆注后的防治措施，混凝土的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。
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