王玲芝 魏前进 杨东方
【摘 要】地球是人类赖以生存的环境,很多不可抗拒的灾害比如地震、海啸、泥石流、山体滑坡等,使得我们居住栖息的房屋受到威胁。房屋的安全性关系到每个人的生命财产安全,因此,建筑设计过程中对于房屋的安全性设计属于重中之重的控制要素。通过对房屋建筑常见的裂缝形式进行分析,提出了对房屋建筑混凝土裂缝控制措施的几点建议。
【关键词】房屋建筑;混凝土;裂缝
一、房屋建筑常见的裂缝形式
1.干缩裂缝。一般都会出现在混凝土浇筑或者混凝土养护结束后的一段时间内。水泥浆水分的蒸发会导致干缩,而且这是不可逆的。主要是由于混凝土表层的水分损失较快,内部损失慢从而导致内外变形不同,因而表面收缩受到内部约束,使表面混凝土承受拉应力,且当拉应力较大时,容易产生收缩裂缝。混凝土与干缩裂缝的外加剂的用量、水灰比、水泥用量、水泥成分、集料的性质和用量等有关,大多数是表面性的网状或者平行线状浅细的裂缝,宽度大约在0.O5mm-0.2mm之间,多见之于大体积的混凝土中的平面部位。干缩裂缝大都会对混凝土的抗渗性产生一定的影响,由此引起钢筋锈蚀,进一步影响了混凝土的持久性。
2.温度裂缝。大多发生在温差较大地区的混凝土层中或者大体积的混凝土表层。在混凝土浇筑后的硬化过程中,因为水泥水化会产生大量水化热。这产生的原因是因为混凝土的体积比较大,大量水化热在混凝土内部聚积,因而不容易散发,致使内部温度上升加剧,而混凝土表面散热较快,使混凝土表面产生一定的拉应力。梁板类长度尺寸比较大的结构,裂缝大多数与短边平行;温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积的结构裂缝常常纵横交错;贯穿性和深入的温度裂缝常与短边平行或接近平行,裂缝沿长边一段段出现,中间往往比较密集。裂缝的宽度长短不一样,容易受温度变化的影响,产生夏季较窄,冬季较宽的现象。
3.化学反应裂缝。化学腐蚀有两种,一种是钢筋锈蚀和碱骨料反应裂缝引起的裂缝,由化学反应所引起的,是混凝土中最常见的裂缝。混凝土搅和后产生一些碱性的离子,这些离子与一些活性的骨料发生化学反应并且吸收周围环境中的水份而造成体积膨胀,造成混凝土膨胀开裂。这种裂缝常常出现在混凝土的使用期间,一旦发生就很难补救;第二种是因为混凝土浇筑,钢筋保护层较薄或者振捣不良,混凝土中进入了有害的物质致使钢筋产生了锈蚀,钢筋体积膨胀,使混凝土发生胀裂,这种类型的裂缝大多是纵向的裂缝,且沿钢筋位置出现。
4.塑性裂缝。塑性收缩指的是混凝土凝结之前,因表面失水速度较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝常常在干热的天气出现,且裂缝多呈现长短不一,中间宽两端细,互不连贯的状态。混凝土在终凝前强度很小或者几乎没有强度时,如果受到较大风力或者高温的影响,混凝土的表面就会失水过快,导致毛细管产生比较大的负压,从而使混凝土的体积急剧收缩,产生龟裂现象。
二、预防混凝土裂缝的控制措施
当发现混凝土建筑出现裂缝问题时,及时制定和采取科学、合理的预防措施是十分必要的。混凝土建筑裂缝的预防措施,可以在建筑的设计、施工、验收、使用等各环节来共同进行预防,以达到更好的效果和实际作用。
(一)设计方面
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.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形成的。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。
3.在混凝土建筑设计中,框架结构伸缩缝间距的问题对于建筑裂缝的预防是极为重要的。在进行混凝土建筑框架结构温度收缩应力的设计时,一定要采取必要的构造强化措施,进而有效减小混凝土框架结构伸缩缝问题的出现。
(二)材料选择和混凝土配合比设计方面
1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2.选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土性能和降低混凝土成本的作用。
(三)施工质量
施工阶段是裂缝预防的主要阶段,要注意以下几个问题:
1.在混凝土施工中,技術人员一定要根据国家及地区相关工程质量标准的要求,调配出不同强度等级的混凝土样品,并要将其送到指定的质检机构进行级配强度试验,混凝土施工中要严格按照级配报告的标准进行大批量的混凝土调配。
2.影响混凝土耐久性的内在机理是气体、水化学反应中的溶解物有害物质在混凝土孔隙和裂缝中的迁移,迁移过程导致混凝土产生物理和化学方面的劣化和钢筋锈蚀的劣化,其结果将使结构承载力下降、刚度降低和开裂以及外观损伤,影响着结构的使用效果。因此,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除水、混凝土内部的水分和气泡。
3.混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
4.严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。