混凝土结构工程裂缝防治措施研究

2021-04-03 02:22张沫
城市建设理论研究(电子版) 2021年27期
关键词:裂缝钢筋混凝土

张沫

扬州市生态科技新城管委会 江苏 扬州 225000

1 将混凝土施工技术应用于建筑施工工程中的必要性

在我国国民经济发展的过程中,建筑行业属于其非常重要的一项内容,占据着中流砥柱的位置,积极有效地开展建筑的施工工作,以及相关项目的建设,能够使城市向着更快、更好的方向所发展。在近年我国社会进步的过程中,随着城市化整体进行速度的不断加快,各个城市内部逐渐针对建筑相关工程项目质量给予了更多的关注,只有保证项目建设的质量,融入现代化的技术,才能够真正使居民安居乐业、国家繁荣发展。

在建筑项目施工过程中,混凝土技术是其中非常关键的一项技术,也是最为重要的基础性保障,混凝土的施工技术其所具有的优势就是性能较好,拥有着非常广泛,取材的范围也有着较强的抗压性,价格也相对比较合理,后期养护工作的费用较低。所以混凝土是必备的原材料,还需要提高其整体的使用技术,这样才能够使整个建筑物长时间的维持恒定的稳定性,避免出现因为环境和负载等各种因素影响建筑稳定性现象出现。除此之外,还有一部分因素也会对混凝土的耐久性产生影响,温度、水位的变化等,这些都要求混凝土施工的技术质量得以提升,所以也能够看出,在建筑施工建设过程中混凝土技术的重要性。

在建筑施工工程项目施工工作开展的过程中,混凝土是其中不可或缺的一个非常关键的材料之一,所以在使用的过程中,能够带给建筑项目较大的经济收益,以及质量的保证,主要就是由于这种材料在应用的过程中,所需要的数量相对较多,并不能够被其他的建筑材料最终取代,更是需要相关施工人员给予足够的重视,保证施工的质量,也是由于混凝土在建筑施工中所占有的重要性。所以在对其进行配比的过程中,更是需要格外的给予重视,针对这种材料进行合理和科学配比之前,需要在对应的原材料使用的过程中开展精密的检测工作,这样才能够保证整个原材料的质量,符合工程在建筑工作开展中提出的需求。

2 混凝土结构工程裂缝的成因分析

2.1 设计因素

第一,施工图纸设计不合理,建筑设计单位在对建筑项目进行设计时,没有结合建筑项目的实际情况进行有针对性地设计,环境因素考虑不全,部分设计人员自身的综合能力不高,参与建筑项目设计的经验处于相对匮乏的状态。在对混凝土结构进行荷载计算时,会出现错误或者漏算的现象,结构配筋时没有充分考虑混凝土结构裂缝因素,配筋不合理,结构平面布置、后浇带、加强带等设置不规范[1],均会导致混凝土结构裂缝的产生。

第二,建筑材料选用不当。随着科学技术的不断发展,新型建筑材料的不断出现,设计人员对新材料、新技术,缺乏一定的经验和材料性能参数,盲目跟风求新,对一些新材料、新技术参数没有加以鉴定验证,出现选材错误,最终导致混凝土结构裂缝的出现。

2.2 施工因素

深入到当前建筑工程项目施工现场的实际当中,可以发现,绝大多数施工人员的受教育水平不高,所掌握的建筑专业知识处于较为匮乏的状态。对作业过程没有进行全方位深入地了解,不听指挥,盲目施工。对进场商品混凝土(或自拌混凝土)没有进行严格把关,在没有进行相应的塌落度测定,就直接投入使用。浇筑和振捣混凝土时,没有按规范要求,分区块、分层浇筑、导致混凝土浇筑不连续。振捣时,振动棒间距过大,存在欠振和漏振现象,导致混凝土密实质量差。甚至存在向混凝土中随意加水、加灰现象,造成混凝土水灰比改变。浇筑完成后,为了加快施工进度,提前在混凝土结构表面搭设模架、堆放材料、拆模过早等,致使混凝土结构过早承受附加外力作用等,其次,浇筑完成后,没有按规范标准要求进行养护,均会导致混凝土结构裂缝的出现。

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2.3 材料因素

当前,在城市化进程不断加快的背景驱动之下,我国建筑行业的建设规模也呈现不断扩大化的态势,建筑材料的不断更新,新型建筑材料的不断涌现,在建筑工程具体的建设环节,其所需要的建筑材料的数量也呈现不断增加的态势[2]。就当前建筑行业市场内,建筑材料的质量现状来看,存在参差不齐的问题。如果不对建筑材料的质量进行有效把控,则会对建筑工程的质量造成极为不利的负面影响。针对建筑工程中的混凝土结构项目,其裂缝现象的出现与材料质量不达标因素存在一定的联系。

2.3.1 商品混凝土质量把关不严

商品混凝土供应,是商品混凝土搅拌站按照与施工单位签定的合同、施工单位现场的要求及设计图纸上的标号,提前提出混凝土方量、标号、初凝时间及防水要求,进行配合比设计。在搅拌过程没有跟踪监督,在运输、施工过程中,没有严控制运输时间、初凝时间,没有及时对混凝土塌落度测量,导致混凝土结构裂缝的出现。

2.3.2 对于自拌混凝土

(1) 水泥质量、参数不达标,如水泥安定性不合格,水化热偏高,在混凝土凝结硬化过程产生大量的热量,导致混凝土体积膨胀增大。

(2) 水泥、骨料学成分或有害物质超标,有些水泥、海砂氯离子(如氯化钙、氯化钠等氯盐)含量高,容易导致钢筋锈蚀,钢筋和混凝土之间握裹力降低,共同作用受到影响,导致混凝土结构受拉开裂。

(3) 水泥产品存储方式不当。阴暗潮湿的环境之下,对水泥产品进行存储,则会使得水泥产品的强度大大降低。而将这类强度降低的水泥产品投入到混凝土结构施工环节当中,则会导致混凝土裂缝现象的出现。

(4) 粗、细骨料及外加剂选用不当。粗细骨料级配不合理,杂质、含泥量超出规范标准,外加剂数量、品牌选用不当,甚至在没有弄清楚外加剂适用环境、适应条件、与混凝土性能是否匹配,就随意选用等,均会导致混凝土结构裂缝的出现。

2.4 温度因素

混凝土结构裂缝问题的出现与温度因素有关。具体而言,在室外温度不足4摄氏度时,水的密度则会处于增加的状态,当室外温度不足0摄氏度时,水则会凝结成冰,在这一环境之下,浇筑混凝土时,则混凝土处于膨胀的状态,内部结构随之发生变化,此外,低温的环境,会增加混凝土凝结固化时间。在高温环境下,水分挥发、蒸发快,混凝土结构得不到充分的凝结硬化,在约束力的作用下,混凝土结构就会产生裂缝。对于大体积混凝土结构而言,因结构厚度、体积大,混凝土在凝结硬化过程中,释放出大量的热量[3],内部水化热得不到迅速释放,使混凝土结构内部的温度处于连续增加状态,在约束力的作用下,使的混凝土结构产生裂缝。

3 混凝土结构工程施工裂缝的防治措施

3.1 严把工程图纸设计关

第一,控制好混凝土结构裂缝,设计是源头。设计人员要针对裂产生的原因,秉持科学合理的原则,选择设计方案。

(1) 针对墙、板等薄壁结构(厚度200~600mm),应增配构造钢筋(温度钢筋),提高混凝土结构的抗裂性能,配筋尽量采用“小直径密分布”,即选用小直径钢筋小间距配筋方案(如选用直径8~14mm@150mm),全截面配筋率应在0.3%以上。

(2) 结构厚度较大等大体积混凝土结构,除配置相应的抗裂钢筋外,还应在混凝土结构内部预埋冷却水管系统和测温点,控制混凝土结构内外温差。

(3) 针对结构突变或开孔处,会产生应力集中,应在转角或开孔处设置构造钢筋或者角筋,适当提高混凝土的极限抗拉强度。

第二,对于新型建筑材料的选用,要有相应的经验数据作为参考,对从未使用过的新型建筑材料,必须要经过有相应资质的检测单位鉴定验证,取得相应的技术参数后,方可用于工程设计。

第三,加强图纸会审。施工前,要做好图纸会审工作,确保设计意图得到充分落实,特别要针对特殊结构、新材料、新技术进行详细交底。从混凝土施工关键内容、施工裂缝控制程度、混凝土浇筑振捣技术方法、混凝土裂缝处理技术等几个方面入手,科学制定混凝土结构施工裂缝管理方案。

3.2 加强原材料质量控制

第一,针对商品混凝土搅拌站供应的商品混凝土,在配合比、投料、搅拌时间,要严加控制。监理单位和施工单位应派专人住站监督,拌合站出料后,严禁随意加水和添加任何外加剂,运输时间也不得超过2个小时。

第二,对自拌混凝土要加强原材料的控制。(1) 对进场原材料的质量保证文件(如材料出厂合合证、质量保证书等)进行严格审查,符合要求后,经监理单位见证取样,复试合格后,方可用于工程。(2) 水泥应选用水化热低,氯离子(如氯化钠、氯化钙等氯盐)及有害杂质符合规范标准要求。(3) 钢筋不应选用小钢厂生产的材料,不得有锈蚀、麻点等不合格现象。(4) 粗、细骨料级配合理,有害杂质、含泥量不得超过规范标准,严使用海砂、粉细砂。(5) 粉煤灰、石粉及外加剂品种、数量,必须符合配合比和规范标准的要求。

第三,在对建筑工程进行预应力混凝土施工时,需要对水泥的材料进行严格筛选,通常以普通硅酸盐水泥为主,对其的各项成分进行科学控制,切勿出现CaCl2、NaCl等氯盐。同时,粗集料的各项指标也要符合建筑的施工标准,颗粒直径应该介于5mm到20mm之间,而水泥比例也需要进行严格控制,通常小于500kg/m³,对于某些具有特殊要求的混凝土结构水泥掺入比例应该在550kg/m³之内[4]。此外,在混凝土工程浇筑过程中,要对预应力钢筋的锚固区、钢筋密集区域进行适当振捣。

3.3 加强混凝土温度及荷载控制

施工单位要对混凝土温度加以严格控制,借助温度的有效控制,达到防治混凝土结构裂缝的目的。

一方面,在混凝土进入模之后,混凝土中心与混凝土表面温差,控制不超过25℃,混凝土表面与周围大气温差,控制不超过20℃。具体而言,在高温季节,避免混凝土结构处于长时间暴露,应合理选择浇筑时间,避开中午高温时段,选择夜间和早晚低温时段浇筑混凝土。针对大体积混凝土结构,利用内部预埋的冷却水管、测温点,严格控制温差。在冬季浇筑混凝土时,可采用一些辅助措施,达到保温、保湿效果,如覆盖塑料薄膜、草帘、毛毯等。

另一方面,在混凝土结构浇筑成型后,不得马上进入下一道施工(如支模架搭设、堆放材料等)。拆除混凝土结构模板,必须待混凝土强度符合规范标准要求,才能拆除,避免混凝土结构过早承受额外的附加力,以致造成混凝土结构裂缝。

3.4 严格控制施工工艺

第一,在技术准备方面,施工单位单位要做好混凝土施工技术交底工作,对各种机械设备进行合理配置,测量仪器、仪表,使用前需要进行提前调试。模板支架进行严格检查,混凝土塌落度符合要求。

第二,混凝土结构在浇筑和振捣环节。在混凝土结构的浇筑时,根据结构平面布置,应分区块,对称分层浇筑,分层厚度符合规范标准的要求,层与层之间不得出现冷缝,浇筑时不得随意加水加灰。振捣时,振动棒间距不得过大,不得出现漏振和欠振现象,对于钢筋十分密集部位,应配合人工捣固的方式加以振捣[5],以混凝土结构表面显水平、泛浆无气泡出现,不显著下沉,表示已振实。对关键部位、重要环节,派专人旁站监督。成型后及时打磨压实。

第三,混凝土结构浇筑完成后及时覆盖保温、保湿材料,浇筑后4~6小时,开始浇水养护,有条件的应蓄水养护,养护时间不少于7天。

此外,工程项目管理人员要应用PDCA循环模式,对模板的各项数据指标进行精准测量,避免混凝土模板形状、标高、横截面尺寸、平整度等各项数据出现严重误差,确保各项数据符合混凝土结构浇筑要求。加强成品保护,特别要做好冬、雨季施工的保护措施。

4 结论

综上所述,在当前建筑事业可持续发展的大环境之下,绝大多数建筑物在结构选择方面,以钢筋混凝土为主。如果一旦混凝土结构出现裂缝现象,则会使得建筑物的稳定性、结构封闭性及耐久性受到负面影响,难以从根本上保证建筑物的整体质量,进而缩短建筑物的使用寿命。因此,加强对混凝土结构裂缝相关问题的研究,则显得极为必要。现阶段,混凝土结构施工裂缝的常见类型为构件表面细微裂缝、锈蚀、混凝土开裂、不均匀沉降裂缝等,这与设计、施工、材料、温度等多种因素有关。于是,建筑施工人员要在明确混凝土结构裂缝成因的基础上,借助做好前期设计准备工作、加强原材料质量控制、加强混凝土温度及荷载控制、严格控制施工工艺等一系列措施的实施,防止混凝土结构裂缝现象的出现。依托混凝土结构工程不断优化,切实有效提高建筑项目的整体质量。

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