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建筑工程混凝土裂缝的主要影响因素与处理技术应用
摘要:本文重点对建筑工程混凝土裂缝的主要影响因素及处理技术进行分析,首先介绍建筑工程混凝土裂缝类型,然后分析建筑工程混凝土裂缝形成的主要影响因素,最后从预防和控制两方面探讨建筑工程混凝土裂缝的处理技术。
关键词:建筑工程;混凝土裂缝;影响因素;处理技术
引言
混凝土是建筑工程的主要组成材料,其施工质量直接影响着建筑结构的承载能力和使用性能,然而实际施工过程中,常常因各种原因导致混凝土养护过程中以及养护后出现裂缝,裂缝的产生不仅影响着结构的外观质量,严重的甚至会降低结构的受力性能,因此,本文重点对建筑工程混凝土裂缝的主要影响因素及处理技术进行分析。
1建筑工程混凝土裂缝类型
1.1按成因分类
1.1.1收缩裂缝
混凝土养护过程中表面未能及时得到水分补充,从而引发表面收缩速度过快,此外,混凝土中水泥基质受到二氧化碳的侵蚀,导致水泥中的碱性物质与二氧化碳发生反应形成碳酸钙,从而导致混凝土的碳化,碳化现象的出现会降低混凝土的耐久性和抗压强度,也会引起混凝土出现收缩裂缝[1]。
1.1.2温度裂缝
温度裂缝主要是由于水泥水化过程中造成混凝土内外出现过大的温差而导致的裂缝,温度裂缝具有不规则特点,实际施工过程中,有较宽的裂缝,也有较窄的裂缝。
1.1.3沉陷裂缝
沉陷裂缝主要是由于地基不均匀沉降所导致,当地基松软、含水层差异、地质层变化等因素存在时,不同地区的地基会以不同的速度沉降,从而导致建筑工程发生沉陷并出现沉陷裂缝。
1.1.4结构裂缝
混凝土结构受到温度变化的影响时,由于热胀冷缩的作用,混凝土可能发生收缩或膨胀,导致内部应力的积累,最终引发裂缝的产生。
1.2按形状分类
建筑工程混凝土裂缝按形状可分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝,三种裂缝形状见图1所示。其中贯穿裂缝是由表面裂缝发展,然后在外部荷载和温度变化作用下逐渐演变为深层裂缝,最后发展为贯穿裂缝,贯穿裂缝的产生严重影响着建筑结构的承载能力和稳定性,因而为了避免贯穿裂缝的形成,在表面裂缝出现时就应及时采取相应的措施进行处理。
2建筑工程混凝土裂缝形成的主要影响因素
2.1材料质量和配合比的原因
(1)水泥。水泥质量直接影响着混凝土的质量,因而实际施工前应严格控制水泥的质量。在进行原材料采购时,应根据工程设计要求合理选择水泥种类和型号,同时对进场的水泥按批量进行抽样检测,不同类型的水泥具有不同的化学成分和物理性能,实际施工过程中也会有不同的使用效果,如果未控制水泥质量,容易导致混凝土后期强度不足,在外力荷载作用下容易出现结构型裂缝。
(2)粗细骨料。粗细骨料是构成混凝土骨架的主要材料,因而粗细骨料的质量直接影响着混凝土的受力性能,粗细骨料压碎值较大时,容易导致混凝土强度较低,此外,骨料含泥量过大会影响水泥胶结料对骨料的胶结程度,在外力荷载作用下容易出现收缩开裂现象。
(3)混凝土配合比。混凝土配合比主要是指水泥、水、砂石骨料、外加剂和掺合料的比例,合理的混凝土配合比直接影响着混凝土的性能和施工和易性,当混凝土配合比设计不合理,尤其是水灰比不合理时,会导致混凝土密实性变差或水泥水化热过高,从而引发温度裂缝的产生,此外细骨料比例过大也会导致混凝土出现收缩开裂现象[2]。
2.2温度变化的原因
温度变化主要包括外因和内因两部分,其中外因主要是指外部温度的变化,内因是指水泥水化产生的热量,混凝土浇筑成型过程中,外部温度和内部温度都会对混凝土质量产生较大的影响;外部温度变化时会导致混凝土出现热胀冷缩现象,尤其是在高温和寒冷季节,虽然热胀冷缩现象在混凝土结构中不易察觉,但这种现象出现时会对结构产生一定的影响,尤其是在特定条件下,如长时间高温或者温度反复变化时,热胀冷缩的出现会导致混凝土结构产生渐变变形,从而引起构件的应力集中,进而增加结构的应力和变形,当应力超过混凝土自身抗拉极限时就会导致裂缝的产生;内部温度变化是指当水泥水化反应发生时产生大量的热量,从而导致混凝土内部温度急剧升高的现象,同时由于混凝土散热性能较差,导致混凝土内部温度持续升高,而混凝土表面在与外界热量交换的过程中,温度逐渐降低,因而最终出现内部温度升高外部温度下降的情况,在内高温外低温的温差情况下产生了温度应力,使得混凝土结构内、外受力不均匀,当温度应力超过混凝土自身抗拉应力时就会导致裂缝的产生,而且随着温度差的增大,混凝土裂缝数量和裂缝宽度也会逐渐增大,根据以往工程实践表明,内外温差、热胀冷缩是混凝土结构裂缝产生的主要原因。
2.3养护不当的原因
建筑工程混凝土浇筑振捣完成后应及时采取相应的措施进行养护,以保证混凝土表面处于湿润状态,从而确保混凝土强度的形成;如果混凝土浇筑振捣完成后未得到有效的保湿和保温养护,后续期间混凝土表面水分会过快蒸发,从而造成混凝土表面干燥,当混凝土表面过于干燥时,已经形成凝胶体的水泥颗粒无法充分水化,也就无法转化为稳定的结晶,并且缺乏足够的粘结力,从而使得混凝土出现收缩变形现象,最终导致混凝土表面出现干缩裂纹。
2.4荷载的原因
荷载型裂缝通常是由于建筑物或结构受到外部荷载作用而引起,这些荷载可以是静载(如建筑物自身重量、附加荷载)或动载(如风载、地震载荷)。实际施工过程中,混凝土受到的拉应力超过混凝土自身强度时会破坏混凝土结构,从而导致裂缝的产生,同时,建筑结构中连接点处的荷载力相对集中,一旦受到压应力不平衡或超载的影响,也容易产生裂缝,此外,如果建筑物或结构受到的荷载分布不均匀,会导致结构内部出现应力集中现象,从而导致裂缝的产生,例如,柱子、墙体等承受不均匀的荷载时,容易导致结构出现变形和裂缝。
3建筑工程中混凝土裂缝处理技术
建筑工程中混凝土裂缝处理可从裂缝预防和控制两方面进行分析,具体见图2所示。
3.1裂缝预防
为了防止建筑工程混凝土养护和后期使用过程中出现裂缝,实际施工时可从以下几方面进行预防:
(1)原材料控制:原材料控制主要包括原材料选择与原材料质量控制两方面,实际施工前,应根据设计要求合理选择原材料种类,尽可能选择水化热低的水泥,同时,应选择连续级配的砂石料,确保混凝土的密实性;对于原材料质量的控制,材料进场时,应对原材料进行抽样检测,尤其是水泥强度、凝结时间、安定性和砂石骨料含泥量等指标,确保原材料质量符合设计要求[3]。
(2)混凝土配合比:对于水泥用量的比例,应在保证强度满足要求的前提下尽可能降低水泥用量,同时合理控制砂石骨料的比例,避免混凝土出现收缩裂缝。
(3)混凝土浇筑振捣:浇筑前应选择相应的措施降低混凝土的入模温度,浇筑时应根据结构尺寸大小合理选择浇筑方式,浇筑过程中应严格控制混凝土的内外温差,浇筑完成后应加强振捣,做到既不过振也不漏振。
(4)混凝土养护:混凝土浇筑振捣完成后应及时采取相应的养护措施,同时加强对混凝土内部的测温工作,混凝土养护方式可采用洒水、薄膜覆盖和喷洒养生液等方式,养护时间可根据水泥种类、混凝土强度等级进行确定,养护期间,应安排专人负责养护工作,确保混凝土具有良好的养护效果。
3.2裂缝控制
3.2.1表面处理技术
建筑工程中混凝土裂缝处理方式较多,对于缝宽较小的裂缝,可采用表面处理技术,具体修复时:首先,需清洁裂缝表面,然后使用预制的水泥砂浆或环氧树脂封闭表面裂缝,其中水泥砂浆应根据裂缝的宽度和深度进行调配,填充完毕后,使用刷子或抹刀将砂浆或环氧树脂抹平,并确保与周围的混凝土表面齐平,最后,根据需要进行涂刷或覆盖防水层来保护修复区域,采用表面处理技术前应对缝宽进行检测,当缝宽较大时,不适宜采用此技术进行修复,这项处理技术主要适用于轻微表面裂缝,通过填充和封闭裂缝,可以防止水分和其他有害物质进入混凝土结构内部,从而减缓裂缝扩展和损坏的过程。
3.2.2填充法
当混凝土裂缝宽度较宽时,可采用填充法进行处理,填充法的基本原理是通过填充裂缝来阻止其继续扩展,并提供额外的支撑和保护,从而维护混凝土结构的稳定性和强度。填充材料可以是水泥砂浆、聚合物修补材料、环氧树脂等,具体选择取决于裂缝的宽度、深度以及结构的要求,修复前,首先应使用钢丝刷、高压水枪或其他工具对裂缝内的灰尘杂质进行清理,然后使用树脂、砂浆或其他聚合物修补材料对裂缝进行全面填充处理,完成填充处理后,需要对修复区域进行适当的养护,以确保填充材料能够充分固化,从而达到对裂缝修复的效果。
3.2.3注浆嵌缝修补法
针对防渗要求较高的混凝土裂缝,实际修复时可采用压力设备将修补材料注入裂缝中以达到修补裂缝的目的,常用的材料主要为塑性止水材料,注浆过程中应控制好注浆压力,确保注浆过程不会对混凝土结构产生过大的荷载,同时足以将注浆材料充分填充到裂缝中,注浆前应在裂缝两端刷上相应的界面剂,注浆材料硬化后应确保能够与裂缝两侧混凝土紧密相连,从而达到密封裂缝的效果。
4结语
综上所述,建筑工程混凝土裂缝类型主要包括温度裂缝、收缩裂缝、沉陷裂缝和结构裂缝等,每种裂缝产生的原因较多,如原材料质量不合格、混凝土配合比设计不合理、施工中温度变化过大、养护不当等,为了避免裂缝的产生,同时降低裂缝对建筑结构的影响,实际施工过程中,应严格控制原材料和各道工序的施工质量,对于已经出现的裂缝,应及时采取相应的措施进行处理,只有这样,才能有效预防和控制裂缝对建筑结构的影响。
参考文献
[1]龙云,王永一,岑雨桥,等.建筑混凝土裂缝的主要影响因素及施工处理技术[J].建筑技术开发,2020,47(17):52-53.
[2]吴昊.建筑混凝土裂缝的主要影响因素及施工处理技术[J].房地产世界,2020,(24):62-64.
[3]索永军.建筑混凝土裂缝的主要影响因素及施工处理技术研究[J].建材与装饰,2019,(26):30-31.