李银连
在经济高速发展的推动下,混凝土工程量飞速增多,但大多数工程受到施工技术、质量监管等各方面因素的影响,使得施工过程中各种质量问题形成了面大、量广的趋势,严重影响了建筑工程的安全。混凝土作为建筑工程施工的重要组成部分之一,对于整个建筑项目的施工具有十分重要的作用,在具体的工程建设过程中,需要大量的混凝土,因此也会产生一系列的施工问题,最常见的问题就是混凝土的裂缝控制与预防问题。对于建筑的结构设计而言,混凝土裂缝会给建筑的使用带来很多问题,例如钢筋的锈蚀问题及建筑的冰冻问题等,这些潜在的风险给建筑的结构承受能力及整体的防水能力造成很大影响。建筑在发生裂缝之后,会对建筑结构的整体外观审美带来严重影响,严重威胁人们的生命财产安全。
(1)冰冻方面。一般情况下,建筑物一旦发生混凝土裂缝现象,水分就会进入混凝土中,特别在极端天气条件下,甚至可能会结冰膨胀。混凝土内的水分结冰以后会产生膨胀作用,导致裂缝越来越大,对混凝土结构造成毁灭性打击,比如自来水管在冬季就极容易发生炸裂现象。混凝土发生裂缝之后,如若不采取有效的解决措施,裂缝会逐渐扩大,直至形成有害裂缝,有害裂缝会影响建筑物的适用性和耐久性,缩短建筑的使用寿命。这些事故不仅仅会损害人民的经济利益,还会造成一系列的安全事故,降低人们居住的舒适度,威胁居民的生命财产安全。
(2)使钢筋遭到锈蚀。混凝土形成裂缝之后,水分会逐渐渗入到混凝土内部,对建筑的结构受力及混凝土粘结性能产生不良影响,导致空气中的水分与钢筋可接触的面积变大,构件长期处于湿度较大或侵蚀性较大的外界环境中,会使裂缝处的钢筋遭到腐蚀,钢筋的有效使用面积减小,进而影响钢筋的安全性和耐久性能。除此之外,在钢筋混凝土结构内部,裂缝宽度较大,存在混凝土和钢筋交界面上的锈胀力,混凝土的开裂会削弱混凝土对钢筋的束缚作用。混凝土裂缝还会产生渗漏现象,进而影响建筑物的正常使用,并且裂缝会沿着钢筋的方向不断的裂开,与此同时,钢筋会在空气的作用下,发生锈蚀现象,比如水池等相关的构件。
(1)由于荷载作用而产生的混凝土裂缝。一般情况下,混凝土的构件在荷载影响或支撑不适当下引起的主拉力大于自身的抗拉伸强度时,混凝土的构件就会受到拉伸力的作用产生裂缝现象。这种原因产生的裂缝相对较大,并且不具有规律性。
图1 混凝土裂缝
(2)由于温度差异而产生的混凝土裂缝。主要分为两个方面:在混凝土浇筑过程中,由于没有控制好浇筑量,导致浇筑量过多,受到水热化的显著影响,无法正常消耗掉其产生的水化热能,导致混凝土构件内外表面存在温度的差异导致的裂缝。由于温度的差异引起裂缝的产生主要有下述两方面:①对于钢筋混凝土的构建,当其有着相对较大的配筋率时,如果在外界的环境中暴露,很容易受昼夜的温度差以及季节的变化;②混凝土在浇筑的过程中,会受水化热显著的影响。施工时,当一次性的浇筑量过大时,它产生大量的水花热,不能被很好的消耗掉,这样一来,就会导致混凝土的构件里外的表面在温度上存在差异,进而产生裂缝,由此产生的裂缝比较大且相互之间有一定的规律性,严重的时候甚至会有可能致使贯穿所有的裂缝这一情况的产生。
(3)结构的不均匀的沉降导致的裂缝。此原因会致使混凝土的构件协同变形的发生,它的裂缝在钢筋的上部呈平行的状态分布,且裂缝随着不均匀的沉降愈来越大或者其不均匀性越来越强而相应地变大。
(4)混凝土的收缩变形导致的裂缝。作为混凝土重要的特点之一,混凝土的收缩指的是混凝土在凝结的初期或者在硬化过程中所出现的体积变小这种情况,其收缩主要来说分为干燥收缩与化学收缩这两方面。当收缩的作用过大时,混凝土比较容易开裂,这样一来就会形成混凝土的裂缝,进而使建筑的结构遭到破坏。造成混凝土收缩的主要影响有下述三方面,分别是集料;水泥以及用水量。混凝土的状态在水中和空气中所呈现的状态是不同的,在水中所呈现的是膨胀的状态,在空气中主要是收缩变形。混凝土的用水量万一过高,会导致混凝土的表面的含水量变高,这样一来,混凝土的表面就变得易于收缩。对于混凝土来说,水泥发挥着相当大的作用,当它的颗粒越细、活性越高且比表面积越大时,就会产生越大的收缩,进而裂缝也越容易形成,因此,在对水泥进行选择的时候,要加大关注。同样,集料也是对收缩产生重要影响的因素,它和混凝土配合比相关,做好集料工作,会使得混凝土收缩减少,进而裂缝的产生也会减少。除此之外,施工进行的时候,里外气温不同同样会使的混凝土产生裂缝,而裂缝常常是在面积较大混凝土里出现,所以要格外注意。混凝土的裂缝结构大多数比较规则,很少发生交叉。一旦混凝土出现收缩的裂缝,产生的危害相当严重,尤其是长久在大气中暴露的建筑物,如果不加强防止,造成的后果可能会比较严重。
(5)内部化学反应产生的裂缝。内部化学反应导致的裂缝一般指碱-骨料发生的化学反应,其裂缝一般为不规则的地图样裂缝,裂缝宽度同样有粗细区别,极少交织。化学反应一般包括:碱与碳酸盐骨料间发生的化学反应及碱与硅酸盐骨料间发生的化学反应,这还与使用的集料相关。
(1)结构设计。在建筑过程中,结构设计占有十分关键的地位,同样,在防治混凝土的裂缝发生方面也是一项重要的措施。在对裂缝进行控制的时候,可从以下五个结构的设计的角度考虑:①要尽可能地将荷载进行均匀分布,传递受力的时候要明确且直接。②分析地基构造稳定性,建筑物中,基础结构这一结构非常重要,在对有关受力进行分析的时候,一定要依据建筑附近的环境实际情况,确保基础不均匀的变形或者沉降这样的现象不会发生。③合理的平面设计,在对平面进行设计的时候,要保证它能达到平面的规则,将凹凸面缩小。④要满足国家有关的规定,在设计结构的时候,一定要根据《混凝土结构设计规范》来进行,同时要依据《建筑抗震设计规范》并将所设计的建筑物抗震的能力来进行统一的调和与分析。⑤钢筋的配置合理;在进行结构设计时,最为重要的就是控制配筋率以及设置构造钢筋。
(2)混凝土材料及配合比。筛选混凝土的材料时要严格按照国家有关的要求来进行,决不能为节约一点钱,去选择质量不好的材料。在筛选水泥材料时,应选择碱含量较少、抗冻、抗水、抗热、抗腐蚀性能好、干缩性小、水化热低的水泥,同时也要水泥工程性能考虑进来,水泥工程性能在建筑的时候,与实际应用性能相比,显得更为重要。在对骨料进行选择的时候,要注意骨料级配以及孔隙率这两个方面,选筛的骨料孔隙率要小且级配要优良。在实施混凝土调配时,应严格根据《混凝土配合比设计规程》进行相应的设计,并且计算水泥与水之间的对应比例,提高混凝土强度及抗渗性。以满足上述要求作为基础,同时要对混凝土收缩性进行考虑,要将因为混凝土的收缩引起的混凝土开缝这一现象尽可能的避免。
(3)建筑的施工与外界的因素。遇到天气比较阴恶这种状况,一定要停止施工,可以大大降低混凝土裂缝的产生的机率。在施工的现场进行混凝土的浇捣,振捣插入的地方一定要合适,同时要关注的是,振捣在漏振、过振或者振捣棒过程中一定不能过快地抽撤,因为如果抽撤过快,会对混凝土密实性以及均匀性产生影响,导致混凝土裂缝的产生。当混凝土的工程体积过大时,一定要将防护措施做好,为了防止混凝土产生裂缝,要采取这样的途径,即两次抹面。与此同时,在进行施工的时候,要格外注意对温度进行驾驭,以防出现温差过大这样的问题。除了上述几个方面,在维护混凝土的现场这一方面,要追求措施的完美。虽然对于自然灾害,无法阻挡它的发生,但是可通过对建筑物安全这一角度进行加强以便达到在一定程度进行控制的目的。如果建筑物的抗震标准达到国家要求的标准,并且配备了非常完备的防火设施,就可以保障自身的安全。
(4)温度控制。温度对混凝土的影响是相对大的,施工人员如果能够对混凝土内部的温度进行控制,那就将混凝土裂缝产生的几率大大的降低,以此来确保混凝土的内部水分流失不会很快。在执行混凝土的浇筑任务时,施工人员必需要把热电耦的测温器先埋在混凝土的内部,以便对混凝土的内部温度升降的变化进行观察,进而可以采取一些科学且有效热保温的措施来控制混凝土的附近温度。比如可以将两层农膜遮盖在混凝土的表面,以起到保温作用。施工人员在进行保温的时候,还需要注意混凝土表面维持干净,迅速清除杂物。完成保温工作后,施工人员用水将混凝土冲洗干净,并且使混凝土保持干燥的状态,每一项技术要进行严格监督,提高混凝土的适用性和稳定性。
(5)强化对施工质量的管理:①管理工作的效果好坏,在很大程度上会对企业的经营与效益产生影响,甚至于会对企业信誉以及存亡的问题产生决定性的作用。对于建筑行业来说,工程在施工的时候,要以一定程度的技术条件与技术装备作为依据与基础,以企业的自身技术力量与组织管理的水平作为支撑与实施。②对建筑进行施工有一定的特殊性,建筑施工的作业随建筑样式、规模以及类型的不同而不同。总而言之,对建筑进行施工是多工种间的交叉施工,把多种技术进行综合并应用一体,其工序搭接较多,为了确保施工能有序正常的进行且功能与质量与预期相符,就必须加强建筑施工里各个生产的过程,达到成本低、质量高的目的。③伴随建筑业与技术快速的发展,涌现的新材料、新工艺、新技术以及新装备越来越多,与此同时,人们对于建筑的工程也有着越来越高的要求。在实际进行施工时,就需要技术与装备配置以及技术管理的要求更高,这就更加将施工管理重要性凸显出来。
综上所述,混凝土裂缝的产生是一个复杂化的问题,其产生的原因也是多方面综合造成的,作为专业从事建筑工程施工的技术人员,在实践工作中务必注意总结经验,创新施工方法,才能最大限度地预防和减少裂缝的产生,从而保证建筑结构的安全性和耐久性,延长建筑寿命。
[1]王建明.建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].建材与装饰,2016(38).
[2]张红志.建筑工程施工混凝土裂缝防治技术探究[J].江西建材,2016(23).