李红利
摘 要:混凝土结构在施工和使用过程中出现不同程度不同形式的裂缝,都会对混凝土结构造成潜在威胁。混凝土结构中的裂缝会使大气中的二氧化碳渗入混凝土中,加速混凝土的碳化,使钢筋腐蚀得更早。如果混凝土中出现裂缝,相应的化学介质和电化学反应会使水分子相应地进入裂缝,在钢筋表面发生电化学反应,从而缩短钢筋的使用寿命。此外,可见的裂缝也会影响建筑物的外观和使用,造成不安全感。因此,在建筑工程施工中要特别注意裂缝。同时,要尽早发现裂缝,尽早进行科学防治。
关键词:建筑施工;裂缝;成因;控制
混凝土因其材料简单、耐久性好、成型性好、整体性好、维护成本低等优点,被广泛应用于各种建筑工程中。裂缝控制技术是建筑施工中的热点问题之一。分析裂纹产生的原因是裂纹控制、了解裂纹形成机理、采取有效控制措施的基础。本文讨论了控制施工过程中裂缝的有效措施。
1.建筑施工中裂缝成因分析
混凝土裂缝主要是指结构裂缝,尤其是指在浇筑混凝土板中出现的板缝、混凝土框架裂缝和混凝土剪力墙裂缝,这些都是混凝土结构中质量顽症。
1.1沉降作用产生的裂缝
砖石或高层建筑容易出现沉降裂缝。因为在这种建筑的地基上,由于结构应力大,容易发生不均匀沉降,容易产生裂缝。这种沉降裂缝往往很长,甚至可能发展到第二层。如果基础的承载力突然发生變化,裂缝就会向下蔓延,如果裂缝严重,就会蔓延到整个建筑物。造成这种情况的主要原因是施工方法不当或设计不科学。
1.2收缩作用产生的裂缝
建筑物上经常出现收缩裂缝。这些裂缝主要是由于混凝土表面和混凝土在硬化过程中过多的水分凝结,会引起混凝土构件截面的温差,导致构件截面收缩不均。混凝土构件。混凝土内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。此外,混凝土坍落度的大小也会对混凝土裂缝产生一定的影响。如果混凝土坍塌程度较大,则在进行振动工作时会产生砂浆层和水泥铺层。由于两层水泥收缩强烈,混凝土被压缩硬化,水分的分布会减小混凝土的体积。导致混凝土出现裂缝。
1.3温度应力引起墙体裂缝
如果建筑结构不受任何因素的约束,可以随着周围温度的变化而变形,那么建筑结构就不会产生附加应力。事实上,建筑结构会产生额外的压力。从线膨胀系数来看,在相同温差条件下,钢筋混凝土结构的变形量远大于砖砌体。 因此,在建筑结构中,当环境温度发生变化时,钢筋混凝土支撑的楼板(屋顶)和横梁会与砖墙发生不同程度的收缩,从而使这些连接处相互作用而产生附加应力,从而导致建筑物出现裂缝,结构出现裂缝。
1.4施工过程中产生的裂缝
在建筑施工实施过程中,工人的施工水平、机械的操作技术、现场施工作业的进度,都会造成建筑出现裂缝,称为施工裂缝。造成这种裂缝的原因很多,主要有:管道没有按规定安装,楼板厚度不符合要求,混凝土没有合理养护,方法和顺序 混凝土浇筑不正确,混凝土强度不符合要求,浇筑不当。施工缝处理、浇筑前钢筋变形大、混凝土模板过早拆除、混凝土浇筑过快、钢筋保护层过大、现场没有有效管理等。
1.5钢筋锈蚀和冻胀产生的裂缝
建筑钢筋表面由混凝土保护,如果混凝土保护层质量较差或厚度较小,使钢筋受到二氧化碳或氯化物侵蚀,使钢筋周围的混凝土的ph值降低或氯离子含量偏高,从而破坏了钢筋表面的氧化膜。在氧气和水分参与作用下,钢筋中的铁离子发生锈蚀反应,使得钢筋的体积增大了2至4倍,因此混凝土将受到周围钢筋的锈胀力,导致钢筋混凝土产生纵向顺筋裂缝。另外由于钢筋锈蚀导致钢筋与混凝土的粘结力减弱,结构承载力减小,导致不同形式的裂缝产生。
冻胀是由于大气气温低于0℃时,混凝土中吸入了饱和的水被冻成冰,使得混凝土的体积膨胀9%,从而产生膨胀应力,于此同时,在微观结构中迁移和重分布的状态下,混凝土凝胶孔中的过冷水易引起渗透压,再次加大了混凝土的膨胀力,降低了混凝土的强度,从而导致裂缝的产生。受冻最严重时是混凝土初凝时,可使成形的混凝土强度降低30%至50%。
2.建筑施工裂缝的预防和控制措施
2.1设计过程中裂缝的预防和控制
1)对于温度裂缝,要想采取有效的措施防止其产生,就要在设计阶段着手预防。要尽量防止温差的产生,从而防止温度裂缝的产生。
2)在建筑中混凝土的强度越大产生收缩裂缝的可能性也就越大,而且这种裂缝还会随着时间的推移而逐渐变大。所以,在设计时尽量使用强度较低的混凝土,这样才能有效的预防裂缝产生。对建筑中比较容易产生裂缝的薄弱环节,应按照要求配置一定的构造钢筋。
3)在建筑设计中,我们应极力避免结构出现非承重性的裂缝。在刚度相差较大的支座上,不能支撑墙体和楼面,避免建筑物出现局部较大的消弱现象,降低建筑物的平面体量。
2.2施工过程中裂缝的预防和控制
1)通过有效的安排施工顺序,可以降低建筑物各构件之间的应力作用,进而避免混凝土早期裂缝的产生。
2)拌制混凝土时,应在满足混凝土强度要求的基础上,绝对用水量以及水泥的用量应尽可能降低。混凝土中的水泥石凝结硬化时,容易蒸发大量的水分。故降低混凝土拌合时的用水量,就可以降低混凝土的的水分蒸发量,进而降低混凝土的收缩。因此,拌合混凝土的用水量在施工过程中要严格控制,如果条件允许,可以添加减水剂等外加剂。
3)注重混凝土的养护;有关研究指出,若普通混凝土是在水中进行养护则可以有效避免收缩裂缝的产生。因此,在混凝土浇注结束以后,要尽快用草帘等进行覆盖并进行浇水养护。
2.3钢筋锈蚀和冻胀裂缝的处理措施
防止钢筋锈蚀,首先在设计时应根据规范来控制裂缝宽度。钢筋混凝土保护层的厚度不能太大也不能太小。厚度太大易减小构件截面的有效高度,受力时裂缝宽度会加大;厚度太小就不能具有保护钢筋的作用。其次,为防止氧气和二氧化碳的侵入,在建筑施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,确保混凝土的密实性;另外要严格控制含氯化物外加剂的用量,尤其是在沿海地区、有腐蚀性强的空气地区和有地下水的地区更应严格控制。 温度低于0℃和混凝土中被吸入了饱和的水是建筑发生冻胀裂缝的必要条件。因此在冬季施工时,为了保证混凝土在低温或负温的条件下正常硬化,通常采用暖棚法、蒸汽加热法、地下蓄热法、电气加热法养护;或在混凝土搅拌用水中加入不含氯的防冻剂防止冻胀。
3.结语
一个建筑工程一个完整的施工过程涉及到设计、施工、监理、运营等各个环节。因此,设计疏漏、施工不当、监管不力都可能造成施工裂缝。因此,在施工过程中,无论是建筑设计还是施工,都要特别注意,一定要采取谨慎的态度,充分保证建筑施工质量,进一步避免建筑裂缝的存在。
参考文献
[1]徐国明.混凝土结构绑扎箍筋长度[j].建筑结构,2005,(10).
[2]王东海.水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法[j].山西建筑,2007,(16).