吴振华
摘要:在城市化背景下,土木建筑工程的质量问题受到越来越多的重视,其中现浇混凝土结构裂缝已演变成常见的质量通病,混凝土裂缝对现浇结构的防水及混凝土自身耐久性都具有较大影响。综上所述,混凝土裂缝控制成为建筑行业亟需解决的重点工作之一。在此背景下,本文通过对常见裂缝分类进行总结,分析其产生原因,并通过对混凝土减缩剂进行相关试验,为后续裂缝发展得到有效控制提供思路。
关键词:土木工程;混凝土裂缝;处理技术
引言
改革开放以来,我国建筑事业得到了飞速的发展,在此种情况下,社会开始对混凝土裂缝的治理工作进行广泛关注。建筑的质量和使用问题可由混凝土裂缝产生之后直接影响,针对此种情况,我国建筑部门需要明确土木建筑工程中混凝土的裂缝情况,对其进行合理的调整治理,以符合工程标准。
1混凝土裂缝的分类
1.1按成因划分
混凝土裂缝成因:一类是结构性裂缝;另外一大类是非结构性裂缝。一般来说,非结构性裂缝占了80%,以收缩裂缝为主导。非结构性的裂缝指的是没有受力而产生的裂缝,比如沉降裂缝、混凝土表面收缩形成的裂缝、混凝土徐变产生的裂缝等。而结构性裂缝指的是受力裂缝,比如承压裂缝和受拉裂缝。
1.2按产生时间划分
在施工期间存在一类塑性收缩裂缝,另外还有沉降收缩裂缝等。在使用期间则可能存在碱性骨料产品反应产生的裂缝、循环动荷载过大引起的裂缝等。
1.3按裂缝形状划分
按形状可进行以下分类。(1)纵向裂缝,主要因钢筋锈蚀导致;(2)剪切裂缝,一般由震动位移或者竖向荷载引发;(3)横向裂缝,如温差作用引起;(4)X形裂缝,如瞬间撞击作用导致;(5)斜向裂缝,常见于地基不均匀沉降及温差作用引起;(6)其他各种不规则裂缝,具体成因中可能有火灾或反复冻融等。
2施工中混凝土裂缝的成因
2.1水化热引起的裂缝
水泥是配制混凝土的主要原材料,但水泥遇水之后会发生水化反应,并释放出大量的热。案例工程施工中,混凝土用量比较多,混凝土结构断面厚度大,表面系数非常小,致使水化热不能及时散发,长时间聚集在混凝土内部,由于混凝土表面温度较低,就会产生一定温度差,形成温度应力。当温度应力超过混凝土结构的极限强度时,就会发生裂缝。
2.2荷载引起的裂缝
因施工荷载引起的裂缝成为荷载裂缝,主要分为两种,一种是直接应力裂缝,另一种次应力裂缝。其中前者是因为外部荷载引发的直接应力形成的裂缝,后者则是由外荷载引发的次生应力形成裂缝。在建筑施工中,荷载裂缝主要出现在受拉区、受剪区或者振动比较严重的位置。如果受压区出现了沿着受压方向的短小裂缝,表明此时混凝土结构的承载力已经达到了极限,是混凝土结构发生破坏的前兆,引发此问题的主要原因是混凝土结构截面尺寸过小。
2.3基础变形引起的裂缝
在建筑施工中,如果基础强度和承载力不足,在土木建筑工程自重的作用下,会发生竖向不均匀沉降和水平方向的位移,从而导致混凝土结构发生了附加应力,一旦这种应力超过混凝土的极限抗拉强度,就会引起混凝土结构裂缝。
2.4冻胀引起的裂缝
在冬季施工时,外界气温通常低于零度,吸水饱和的混凝土就会发生冰冻现象,致使游离的水结成冰,体积膨胀9%,混凝土的体积也随之膨大,形成膨胀应力。同时混凝土凝胶孔中的过冷水,会在微观结构中发生迁移,形成渗透压,促使混凝土的体积进一步膨胀,一旦膨胀应力超过混凝土的极限强度,就会发生裂缝。
2.5钢筋锈蚀引发的裂缝
在建筑施工中,如果混凝土质量不达标,或者保护层厚度不足,混凝土在二氧化碳的侵蚀下会发生碳化,降低钢筋周围混凝土的碱度。或者混凝土配制时选择了氯离子含量较大的水,混凝土浇筑之后,氯离子附着在钢筋表面,会破坏钢筋的氧化膜,水分、氧气等就会和钢筋发生化学反应,致使钢筋被锈蚀,形成氢氧化铁,氢氧化铁的体积是原钢筋体积的2-4倍,从而在周围形成膨胀应力,引发混凝土开裂、剥离,就会沿着钢筋布设的方向形成裂缝,破坏结构的稳定性。
3土木工程建筑中混凝土裂缝施工处理技术
3.1结构补强处理技术
在土木工程建筑施工过程中,受外界客观因素影响,混凝土结构容易出现裂缝问题。例如:在火灾、地震等外力作用下,混凝土结构超出自身荷载范围,导致工程出现结构性裂缝。或者工程投入运营后,受温度、湿度等因素影响导致钢筋锈蚀,使得混凝土结构承载力不足,从而产生裂缝。针对这类混凝土裂缝,可以采用结构补强技术进行处理。具体来说,施工人员需要在混凝土结构设计过程中,对混凝土材料的抗裂性、载荷能力等因素进行综合分析,保证结构设计科学、合理。如果在混凝土结构设计过程中无法满足变形变量需求,需要适当增加钢筋,从而提高土木工程建筑中混凝土结构的安全性和稳定性,同时减少裂缝发生概率。
3.2注浆处理技术
注浆处理技术是土木工程建筑在混凝土裂缝处理中较为常见的工艺技术,适用于0.2mm-0.3mm宽度的混凝土裂缝中。该技术在实际应用过程中,需要配合一些修复材料同时使用,从而提高混凝土裂缝处理效果。施工人员在采用该技术处理裂缝时,需要提前对原有混凝土结构进行彻底清理,并分析原有混凝土结构的强度和等级,并按照原有参数配制浆液。而后将浆液注入混凝土裂缝中,从而使灌注的混凝土浆液与原有混凝土结构形成一体。而后对表面进行處理。
3.3置换处理技术
置换技术常用于土木工程建筑中受损部位严重的混凝土结构中,在该技术制作过程中,施工人员需要将混凝土裂缝位置的杂物或混凝土材料清除,再利用新材料替代清除后的材料,以此来解决裂缝问题,提高工程整体质量。由此可见,在采用置换处理技术时,需要保证选择的替换材料满足工艺需求。具体来说,施工单位需要结合土木工程建筑的结构特点进行分析,合理选择置换材料,从而达到理想处理效果。现阶段,施工单位采用该方法处理混凝土裂缝时,选择较为常见的材料有聚合物、水泥砂浆、改性聚合物混凝土等,置换效果较好。
型有三种:(1)塑性状态下产生的裂缝。(2)早期热缩产生的裂缝。(3)长期干缩产生的裂缝。对比两种混凝土裂缝情况,结构性裂缝相对于非结构性裂缝而言危害程度更大、处理难度较高,会直接影响房屋建筑结构的安全性和稳定性,所以施工单位需要给予混凝土裂缝问题高度重视。
3.4表面封闭法
微裂缝,可采取弹性密封胶或防水剂等材料,防水性和耐久性能较好保障。其中要注意,应选择粘结力强不易老化的材料,可选择延伸率较大的弹性材料用于活动裂缝,在涂复过程中,应保持均匀,不得有气泡产生。
结束语:
混凝土裂缝问题一直以来长期困扰工程界。土木建筑工程中混凝土作为一种广泛应用的施工材料,质量的好坏直接影响施工质量。为了减少相应影响,相应科研人员应当积极应用各项新技术以减少或杜绝此类问题的发生。
参考文献:
[1]李兆坤.土木施工中大体积混凝土裂缝成因及其防治措施研究[J].中国战略新兴产业(理论版),2019,(07):1.
[2]刘泽计.混凝土裂缝成因与防治措施研究的重要性[J].建筑工程技术与设计,2018,(10):427.
[3]郭士超.水利施工中混凝土产生裂缝的主要原因及防治技术[J].水电水利,2019,3(9):59-60.
[4]邱殿东.混凝土裂缝的原因与防治[J].产业与科技论坛,2018,17(19):66-67.
[5]聂祖祥.关于土木工程施工中混凝土裂缝的产生及其防治措施的研究[J].建筑工程技术与设计,2018(29):4112-4113.