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施工过程影响混凝土结构裂缝原因分析与控制方法

王敏 刘尧
  
安家(建筑与工程)
2021年16期
北京市市政工程设计研究总院有限公司 广西 南宁 530012

摘要:混凝土在施工过程中开裂是混凝土结构中常见的施工现象。建筑工程中的混凝土裂缝降低了建筑物的抗渗性,对建筑物的后续使用影响较大,严重影响建筑物的承载能力。为此,本文将从混凝土裂缝产生的原因入手,提出有效的预防和控制措施,并在此基础上,阐述更通用的混凝土裂缝修补方法,以提高建设工程质量。

关键词:混凝土;裂缝;防治;修补

引言

由于混凝土框架本身的材料特性和受力条件,在混凝土框架施工过程中很难防止框架开裂。通过实际分析混凝土框架产生裂缝的因素,分析混凝土框架产生裂缝的根本原因,可以有效控制混凝土在运行过程中的实际情况。在施工过程中,施工人员提高质量控制意识,不断提高业务能力,严格遵守适用规范,改进工程设计、工作实施质量和维护阶段管理,降低混凝土框架开裂的可能性,提高施工质量。

一、混凝土结构裂缝控制的意义

目前房屋施工阶段最常见的结构形式是混凝土结构,在施工管理方面,混凝土结构容易出现开裂,这种情况可能由于结构的支撑能力不足而出现。裂缝进一步降低了结构的刚度,同时进一步降低了结构的耐久性,造成房屋漏水,影响建筑美观。然而,客观现实表明,混凝土结构裂缝难以完全避免,但混凝土裂缝是可控的。通过寻找混凝土裂缝的原因,针对原材料、温度、施工工艺等采取对策,可以防止或减少裂缝的发生。

二、混凝土框架与裂缝的关系

在混凝土开裂初期,环境、气候、湿度、温度等各种因素出现腐蚀和破坏混凝土框架,增加了对混凝土框架的价值、长度、宽度等因素的影响,裂缝以及框架韧性和刚度的整体结构降低会损坏框架结构。在混凝土框架裂缝逐渐加深的过程中,裂缝的运动轨迹沿着混凝土框架横截面的中心轴线逐渐向上移动,使混凝土工程不断开裂,变形概率增大。框架增加,使项目可靠性的持续下降,显着增加了建筑物的潜在安全风险。混凝土裂缝使钢筋暴露在空气中,钢筋与空气中的水分发生反应软化生锈,影响钢筋的强度。相关理论知识分析表明,钢筋混凝土裂缝和钢筋锈蚀降低了建筑物的整体结构安全系数,影响了建筑物的抗震性能。改进裂缝处理方法应避免恶性循环,提高建筑物的可靠性和经济性。在混凝土裂缝初期,即裂缝较小时,施工人员没有及时修补,不断扩大,形成裂缝,增加了混凝土修补的难度,增加项目和投资成本。

三、混凝土结构裂缝成因分析

3.1 塑性收缩裂纹产生的原因

这些裂缝主要发生在新浇混凝土基础、梁、板或大面积构件的表面,接近直线,裂缝长短不一。浇筑后混凝土表面受阳光和风的影响,新浇混凝土表面水分蒸发过快。受底层混凝土的限制,硬化的混凝土会产生拉应力,导致混凝土表面出现裂缝。塑料裂缝通常在浇筑混凝土后约4 小时形成,起初并不明显。

3.2 收缩裂缝产生的原因

这类裂缝大多发生在混凝土终凝前后,也存在表面裂缝,宽度通常为0.05~0.2mm,有的甚至可能出现0.2mm以上。裂纹出现在最终凝固之前,薄梁和板坯部分大多是单向的,凝固后裂纹一般更宽更深,出现的收缩裂纹通常均匀分布在相邻的两根钢筋之间。造成这种开裂的主要原因是混凝土在硬化过程中,在环境和气候条件的影响下,混凝土表面的水分蒸发,水泥石的凝胶逐渐收缩,产生初始应力。

3.3 沉降裂缝产生的原因

沉降裂缝的发生是由于结构地基的土质不平整、松软,回填不当或淹水不均,梁刚度不足,模具支座间隙过大,支座底部松动等原因造成的。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土解冻后,混凝土结构出现不均匀沉降和裂缝。

3.4 温度变化开裂

温度会引起材料的热胀冷缩,在岩土施工过程中也会出现该区域的裂缝。建筑物有不同的变形,普通混凝土在空气中硬化时,随着温度的变化体积收缩,在结构内部产生拉应力。因此,当混凝土初始强度很低时,就会出现这些裂缝。那么初始混凝土结构的维护就显得尤为重要。

四、施工过程中混凝土结构裂缝控制方法

4.1收缩(干缩)裂纹控制

控制收缩(干缩)开裂主要是控制湿度变化,使结构和部件具有相对稳定的湿度。混凝土早期养护钢筋混凝土浇筑完毕后,及时用草席、草袋或塑料薄膜覆盖外露面,并喷水养护。在高温、低湿、风速大的天气,要尽快覆盖,喷水雾进行养护,适当延长养护时间。加强混凝土表面的摩擦压力,但注意不要产生过大的摩擦压力。采用密封修补方法,防止水分蒸发,喷洒硬化剂,用塑料薄膜覆盖混凝土表面,或保持空气流通以延缓表面蒸发(挡风玻璃、盖板安装等)。预应力构件必须及时处理,以防止长期积聚。合理选择配合比,避免过大的水灰比、水泥用量和砂比,严格控制砂石的含泥量,不使用粉砂来提高混凝土的抗拉强度。

4.2温度裂纹控制

为防止混凝土内部约束引起表面温度开裂,一般采用将混凝土表面与外部或内部的温差控制在25摄氏度以下的方法。常见的控制措施包括:对加热和固化部件,应缓慢升高或降低温度,使温度不超过10/h,注意缓慢松脱脱模,以免表面温度应力过大。如果体积结构与混凝土外部温差较大,应进行保温养护,并适当延长脱模时间,使温差保持在25摄氏度以内。

大容量基础分层分块浇筑,合理设置施工缝,将缝放置在合适的位置,加快散热;在岩石基础或厚混凝土垫层上浇筑大量混凝土时,将其放置在滑动层垫层上并放置垂直表面缓冲层,以消除埋藏效应并释放约束应力。选用细粒粗骨料,严控含泥量通过加强混凝土振动,提高混凝土密度和抗拉强度,设置地基所需温度,适当增加接缝配筋通过设置隐蔽梁增加接缝配筋边缘效应,在提高抗拉强度的同时加强混凝土的早期养护,提高早期抗拉强度和弹性模量。

为避免冷缩与干缩共同作用产生的应力重叠,抵消混凝土因干缩引起的收缩,在混凝土中加入5%-10%的VEA混凝土微膨胀剂水泥,使混凝土裂缝得到控制。根据“双控计算”动作,即施工条件和要采取的防裂控制动作,计算浇筑混凝土前可能出现的最大冷缩拉应力。当发现混凝土抗拉强度超过计算龄期时,采取措施将应力控制在调整允许范围内,并根据实测温度计算各冷却阶段混凝土的累积拉应力混凝土浇筑后上升。如果大于该龄期混凝土的极限抗拉强度,应采取保温和养护措施,使冷却时混凝土的累积拉应力低于各阶段混凝土的抗拉强度。

4.3施工裂缝管理

木模板用水润湿,以防止膨胀模板使混凝土开裂。使用翻转和释放时,必须平稳,避免剧烈冲击和振动,并且必须在平坦、坚硬的砂地上进行。浇筑混凝土后钢管应旋转一定时间(约15分钟),管子应平整光滑,轮胎模具应选用有效的模具脱模剂,用于加强侧面和安装牵引绳,防止起吊时摇晃和碰撞。还应添加亚硝酸钠防锈剂,滑动模板应检查安装尺寸和质量。

4.4 严把质量关,加强质量控制

加强勘察、设计、施工、验收全过程质量监督,建立健全质量终身责任制。勘察工作必须提供勘察报告和当事人签字,设计单位必须有当事人签字,设计单位必须建立完整的方案审查制度,出具审查报告。在工程建设中实行严格的材料检验检验制度、前期检验和签证制度,提高主动控制、预防和预测的能力。

结束语

混凝土产生裂缝是混凝土结构施工过程中的常见现象,但它们对结构有重大影响。因此,必须采取必要的步骤来改善这种情况。在施工过程中,要深入研究混凝土裂缝,对裂缝进行有效分析,区别对待裂缝原因,采取合理措施,确保地面施工的有效进行和施工的稳定性。

参考文献

[1]邓青松.混凝土非结构性裂缝的控制措施[J].四川建筑,2020,39(04):193-194.

[2]张剑.岩土施工中混凝土结构裂缝原因分析与控制方法[J].低碳世界,2020(08):237-238.

[3]王金城建筑施工中混凝土裂缝的成因及控制方法的探讨2020

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