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混凝土建筑物的裂缝分析及其控制

史金正 任书霞
  
安家(建筑与工程)
2021年47期
石家庄铁道大学材料科学与工程学院

摘要:由于建筑材料裂纹影响了建筑材料的一般使用,降低了建筑材料的生命安全与稳定性,所以,建设单位必须要关注建筑材料裂缝问题,加强对水泥建筑材料裂纹的研究力度,并通过建筑设计理论和施工技术手段的进一步优化,以有效改善砼建筑材料的抗裂特性,进而增长了砼建筑材料的健康寿命。文章中对混凝土建筑所产生的主要裂纹以及成因进行了剖析,对遏制混凝土建筑开裂现象的有关对策也进行了探讨,并期望可以为中国建材行业的发展提供借鉴。

关键词:混凝土建筑物;裂缝;产生原因;控制措施

一、混凝土建筑产生的主要裂缝及其原因

混凝土建筑内部如果产生了裂纹,将会使得建筑物里面的钢材产生腐蚀情况,这样不但会使得建筑里面构件的承载能力下降,同时还会影响建筑的整体外形,从而减少了建筑的使用期限。不过,在现实生活中,混凝土建筑内部多多少少都会形成相应的裂纹,想要把裂纹给砼施工造成的危险限制在规定的范围以内,必须通过相应的预防措施来加以解决和防范。砼施工中产生的裂纹大致有这样一些情形:

(一)混凝土建筑物产生的负荷裂纹。混凝土建筑物为什么会形成负荷裂纹,一般是因为负荷变化的不平衡,造成建筑构件产生相应的裂纹,一旦建筑物所受到的负荷过大,就会造成建筑物结构产生相应的变化,最严重时就会形成开裂。当然,在结构设计过程中,如建筑设计不符合规定时,或在建筑施工过程中施工技术与方式不合理,或者建筑材料自身的承受能力不够强,或是由于建筑物地基不平衡,而出现下沉现象的问题时,这都会在使建筑物结构产生相应的开裂。

(二)混凝土工程中产生的高温度裂缝。水泥施工企业在进行水泥浇筑工程的过程中,由于水泥浇筑硬化后施工环节就会产生相应的水化热现象,而由于建筑施工所需要的材料都是大体面积水泥,这样就会使得水泥建筑在产生水化热现象的过程中由于内部散热,而产生了外快内慢不平衡的状况,从而导致了水泥内部与外面因为水化热效应所形成的温胀与冷缩程度也就具有了相应的差别,从而导致水泥表面也产生了相应的热拉应力,从而增加了水泥建筑热裂纹形成的几率。由于水泥的导热性比较不好,在进行大体积水泥作业的过程中,水泥本身会形成很大的水化热现象,虽然水泥表层大量暴露于室外,表面的散热速率相当快,可是水泥里面的热能却很难发散开来,导致部分热能聚集到水泥的里面,再加上日夜温差相当大,水泥外表会产生一定的紧张度,在水泥里面会产生温胀冷缩现象,使得混凝土建筑产生了高温裂缝。水泥施工企业在进行水泥浇筑工程的过程中,由于水泥在浇筑硬化施工环节中就会产生相应的水化热现象,而由于建筑施工所需要的材料都是大体面积水泥,这样就会使得水泥建筑在产生水化热现象的过程中由于内部散热,而产生着外快内慢不平衡的状况,从而导致了水泥内部与外面因为水化热效应所形成的温胀与冷缩程度也就具有了相应的差别,从而导致水泥表面也产生了相应的热拉应力,从而增加了水泥建筑高温裂纹形成的几率。由于水泥的导热性比较不好,在进行大体积水泥作业的过程中,水泥本身会形成很大的水化温现象,虽然水泥表层大量暴露于室外,表面的散热速率相当快,可是水泥里面的热能却很难发散开来,使得部分热能聚集到水泥的里面,再加上日夜温差相当大,水泥外表会产生相应的紧张度,而水泥里面会产生热胀冷缩现象,这样就会在一定程度上使得水泥产生收缩等变质情况。一旦后期水泥的抗拉力度小于本身所承担的拉应力,将会引起水泥建筑物形成不同的开裂,从而影响水泥建筑物的工程质量与稳定性。

(三)混凝土工程中产生的干缩开裂。水泥建筑为什么会产生干缩性裂缝主要是水泥表层与混凝土内部水份浓度差异而造成的。由于水泥里面存在一定量的水份,这种水份一部分会经过水泥表层挥发而消散掉,另一些会在水泥水化反应的过程中散失,另外一些水份会经过水泥表层泌出而散失。随着混凝土内水份的慢慢散失,水泥的体积就会慢慢减少,假如当水泥形成以后,施工人员不能根据相应的规范和规定对水泥进行合理的保养,那么,水泥表层的压缩程度会更加大,不过,因为水泥密度比较大,硬度比较高,它里面的湿度并没有受外部环境的影响而产生较大的改变,那么,相对于水泥表层而言,里面产生的体积压缩会更加小。这样,就会造成里面的水泥会约束水泥表面的压缩变形,从而造成了水泥内拉应力作用的形成,久而久之,水泥表面也会形成相应的裂纹。一般来说,建筑材料水份挥发的速率越快,水泥裂纹形成的几率也越大,水泥被吸收掉的水份越多,水泥裂纹形成的几率就会更大,故水泥裂纹与上述二者均成正比关系。

二、混凝土建筑出现载荷裂缝的预防措施

(一)混凝土建筑一旦出现载荷裂缝,需要采用以下三项措施来进行有效预防:(1)施工单位必须要按照相应的规范和条件合理设定模块的拆卸日期,在时间上过早过晚都会影响模块的质量效果。同时在拆卸模块的过程中,也必须对其拆卸的时间顺序正确掌握,以避免对模块产生一定的损伤,从而影响浇筑质量。(2)在铺设冻土样板的过程中,施工单位要提前做好相应的预防。(3)在开展样板浇筑工作的过程中,必须要保证样板的刚性和抗拉强度都符合相应的技术规定和规范,在保证样板稳固承载的同时还必须确保与地面平衡受力。

(二)混凝土建筑热裂缝的防治主要有下列五种方法:其一,合理选用混凝土建筑材料,确保选用的混凝土热量值较低,例如,在水泥施工中常常使用的粉煤灰混凝土、矿渣水泥等,而上述混凝土材料均可以在一定程度上减少对混凝土的水化反应。同时,在建筑施工过程中,也必须根据相应的规范和规定严格控制混凝土用量。其二,严格控制砼的拌和工艺。在具体浇筑的过程中,工作人员可按照实际情况改变和调节砼的拌和工艺,可把传统的冷却技术和新型空冷工艺组合一起应用,这样一来,能够对砼施工的温度合理的调控,提高砼施工的效益。其三,对水灰比合理地调节。通常在施工过程中,会在原来基础上对水灰比适当调低,并使之维持在零点六以内。其四,可以提高和优化水泥拌和物料的热流动性。在浇筑过程中可以加入适当的增味剂,一方面能够起到保水的效果,另一方面则能够减少在施工过程中的水化热现象,以此保证了水泥施工的品质。其五,在砼浇筑过程中,要对温度进行实时监控并采取相应的保护措施,搞好砼的保护管理工作。

(三)混凝土建筑干燥裂缝采取的预防措施主要有以下五方面:(1)因为混凝土施工的水灰比与混凝土结构的干燥性成正比,所以,在水泥施工过程中一定要对水灰比科学合理地控制,可以在其中添加适量的减水剂;(2)尽可能地在浇筑过程中使用较低热型的水泥,同时根据国际建筑规范对水泥用量加以科学调节;(3)按照设计要求和养护标准进行水泥早期养护工作,并结合实际情况对混凝土养护时间科学合理地调整;(4)合理设置水泥结构的伸缩缝;(5)对水泥拌和量严格控制,以保证水泥的使用量符合有关设计规定,但通常都要限制在所设计的使用量以内。

三、结语

裂纹是砼构件中普遍存在的一个现象,在施工实践中应区别对待,砼裂纹的形成有许多因素,在建筑施工中可以通过各种有效的控制措施防止裂纹的产生与发展,提高砼的浇筑质量,维护建筑的安全、稳固。

参考文献

[1] 王晶晶. 混凝土裂缝的原因分析及其控制措施[J]. 山西建筑,2013,39(24):107-109. DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2013.24.061.

[2] 于金荣,赵德勇. 混凝土裂缝的原因分析、修补及控制措施[J]. 黑龙江科技信息,2009(19):259. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2009.19.263.

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