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【摘要】混凝土裂缝控制在建筑混凝土施工中发挥重要的作用,能够有效保证建筑结构的安全、满足使用要求、保证一定的建筑耐久性。本文分析了混凝土施工裂缝的成因,研究探讨了混凝土施工裂缝的形成与应对措施。
【关键词】混凝土施工裂缝原因应对
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
随着近几年新疆建筑业的迅猛发展,泵送商品混凝土工艺的兴起及普及,在现浇钢筋混凝土结构中大量使用,随之而来的各种梁、板构件的裂缝也越来越多。混凝土的裂缝问题是目前新疆建筑业乃至全国普遍存在的质量问题,是一个亟待解决的技术难题。建筑结构的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的,因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此应采取行之有效的措施来对混凝土施工的全过程进行控制, 尽可能将出现的不良问题进行及时控制,对保证现浇梁、板的整体性和使用性具有重要意义。
一、混凝土施工裂缝的成因
混凝土施工中裂缝产生的原因是多方面的,主要原因是混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多,一旦混凝土内出现不大的拉应力时,混凝土就会产生裂缝。施工阶段产生的裂缝一般在所有施工中都会发生,是由混凝土本身所具有的缺陷决定的。
1、配合比设计
为了易于施工和保证强度,大多时候采用富裕配合比的设计方法,在混凝土中使用较多的水泥和水,在单位混凝土中用水量越大,混凝土的收缩趋势就越大,在混凝土的配合比中加大用水量,在增加收缩的同时,又降低了混凝土的强度,这就增加了混凝土出现裂缝的可能性。同时,水泥的用量过大会使水泥在水化的过程中放出大量的热,与环境产生较大的温差,导致混凝土的表面出现差异性变化,当应变值超过混凝土所能承受的极限时,混凝土就会出现裂缝。
2、集料
在同等强度条件下,集料中的最大粒径越小,混凝土的收缩就越大,此外,若集料中混入较多的杂质,粘土的收缩性就会高于水泥石的收缩,会使混凝土出现大的收缩和混凝土强度的下降,从而产生混凝土裂缝。
3、养护
养护过程是控制混凝土裂缝产生的重要的一步,水泥在水化过程中混凝土毛细管内水份的损失会导致混凝土产生裂缝;混凝土浇筑完毕后,若没有及时进行养护补水,蒸发速度大于硬化速度时就会产生塑性收缩裂缝;冬季施工时,用炭火炉对新浇筑的混凝土进行保温时,水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙时将会出现炭化收缩导致混凝土表面出现表面裂纹;混凝土在冷却过程中因自由收缩而受到的约束程度比较大时,容易出现温度裂缝。
4、环境温差
当混凝土与外界温差相差很大时,拆除模板会使混凝土暴露在较大的温差中,导致混凝土内部产生差异性变形,从而促使混凝土产生裂缝。
5、施工不当造成的裂缝
在施工过程中由于施工工艺不当、施工质量差和管理不善造成的裂缝,如下几条:
A、实际施工受力钢筋与原设计钢筋数量、直径不符造成构件裂缝。
B、梁、板底模刚度不足或模板支撑沉陷使梁、板产生裂缝。
C、原材料质量不佳引起的裂缝。
D、施工过程中由于拆模过早,在混凝土强度较低时承受较大的施工荷载,使构件过早受力,产生剪切裂缝。
E、施工管理不善、施工质量粗糙低劣甚至偷工减料给工程质量造成严重隐患。
F、钢筋保护层厚度不满足设计要求,造成梁、板裂缝。
G、混凝土强度不满足设计强度要求,梁抗剪强度不足而出现斜裂缝。
H、电线预埋管铺设的位置不当,电线钢管在板的下部,管壁与板底间混凝土形成薄弱环节,由于板底混凝土受拉及收缩,在此易产生受拉裂缝。
I、混凝土浇筑顺序或浇筑方法不当,使新旧混凝土不能有效结合,使构件在施工缝处裂缝。
J、在使用商品混凝土时,由于振捣工艺不当,施工加水等,在表面形成浮浆,硬化后表面收缩产生裂缝。
二、混凝土施工裂缝的防治与应对措施
1、控制混凝土原材料和其配合比是控制混凝土裂缝出现的最基本的措施,混凝土裂缝产生的原因主要是由于混凝土内部温度所致,因此,在材料上,可以考虑选用低水化热的水泥,同时加入外加剂来降低混凝土内部温度,具体应该做到:严格控制混凝土各组成成份质量;改善骨科级配,减少水泥用量,降低水化热;掺和混合料、外加剂,改善和易性,降低水灰比,减少水泥用量,降低水化热量;在施工前的混凝土试配中,将混凝土和胶凝材料的抗裂性能进行对比,选择抗裂性能好的混凝土原材料和配比。
2、加强混凝土浇筑过程中的振捣工序,调整好混凝土的流动性,特别是钢筋密集部位的混凝土的流动性,防止混凝土的沉降裂缝。
3、降低混凝土浇灌入模温度
采取有效措施在混凝土施工过程中降低混凝土的入模温度,是混凝土裂缝控制的重要措施,这一措施的关键是利用人工导热来释放施工温度。
(1)浇注温度不高于28度,所以应选择室外气温较低时浇筑,避免热天作业。在浇筑时,掺加缓凝型减水剂,采用薄层浇灌,减缓浇灌速度,利用浇灌面来散热。
(2)将混凝土的入模溫度控制在25度以内,降低入模温度,有效地控制混凝土的内外温差。在夏季温度较高时,为降低混凝土的入模温度,可采取以下办法:利用低温水或凉水拌制混凝土;对骨料加盖防止日晒;在骨料上喷冷水雾或冷气来预冷;降低混凝土拌合物温度等。
(3)改善约束条件来降低混凝土内部的温度应力。主要措施有:合理地分缝分块;避免基础起伏过大;合理安排施工工序,防止侧面长期暴露及过大的高差带来的混凝土裂缝
(4)利用减水防裂剂提高混凝土的抗拉强度,提高混凝土的抗裂性能,避免混凝土在收缩时产生的拉应力大于混凝土抗拉强度时产生的裂缝。
(5)施工过程中加强对混凝土的裂缝控制,特别注意结构表层钢筋网和预应力管道四周定位钢筋的设置。按规定严格控制钢筋保护层厚度和预应力管道的保护层厚度,对大体积混凝土,要在降低水化热的同时在混凝土表层设置防裂钢筋网,重视对大体积混凝土的二次抹面工程,可以有效的减少表面收缩裂缝。
(6)施工前对大体积混凝土采取预埋冷却水管的方式,利用循环水带出混凝土内部热量,降低混凝土内部温度。
4、掺加外加剂加强混凝土的密实性,提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩,同时形成微膜,减少水分蒸发,避免干燥收缩。
5、混凝土施工过程中的温控技术
施工养护中的湿度和温度控制在很大程度上决定了混凝土的裂缝控制效果。施工中的温控技术是混凝土的裂缝控制的关键,具体措施如下:
(1)规定科学合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,利用混凝土的“应力松弛效应”,来实现施工过程中的温度控制。
(2)新混凝土的表面若已经暴露在空气中,要求在表面及时浇水或覆盖湿麻袋进行养护。
(3)在混凝土发热阶段采用喷雾养护,避免混凝土表面温度的骤然变化导致的温差使混凝土产生裂缝。
(4)注意模板连接缝处的保湿,避免其失水干燥产生裂缝。
6、在浇筑大面积构件时,工作面要尽量减少暴露,浇筑后要立刻用塑料薄膜进行紧密覆盖,阻止表面水分的蒸发,进行搓抹表面工序后,应将卷起的薄膜再次覆盖,终凝后撤除薄膜采用水养护的方法。
7、施工缝处理也是混凝土裂缝控制的重要方法,首先要对施工缝处混凝土的表面凿毛,清除表面的水泥浆和松动石子,充分湿润并清洗干净。清除钢筋表面的水泥浆,并进行调整。在水平施工缝混凝土的浇筑过程中,先铺与混凝土同成分的水泥砂浆,厚度为15mm,将新旧混凝土进行细致地振捣,确保混凝土之间的紧密结合。
8、加强施工过程的监督和管理
施工现场是建筑产品成型的地方,施工现场的管理直接关系到施工质量,对于混凝土施工中的裂缝控制也是一样,施工现场的混乱无序会在很大程度上影响混凝土施工的质量,使混凝土裂缝问题多次出现,降低混凝土裂缝控制的效果,因此,加强施工现场的监督和管理是裂缝控制的必要措施。
施工和监理单位应各自组织专业小组来负责施工现场混凝土施工中的管理,记录混凝土运送到工地的时间、浇筑时间、浇筑时的温度、坍落度等,施工缝的划分及控制高度和混凝土的养护过程及方法等会影响混凝土裂缝控制的方方面面,当混凝土出现裂缝时,应记录裂缝出现的时间、部位、程度和种类等问题,总结经验教训,为混凝土施工中的裂缝控制提出更好的解决办法。
总之,要使混凝土施工不产生裂缝, 就必须结合工程现状, 施工环境, 认真分析施工条件, 严把材料质量关, 规范支模、拆模时间,混凝土表面上人时间,配料、运料、搅拌、振捣、拆模等施工环节, 控制混凝土入料温度, 按要求及时养护, 进而达到提高混凝土施工技术之目的,有效控制混凝土施工裂缝发生, 确保混凝土施工满足工程质量要求, 使混凝土施工达到验收时的合格工程。
我们相信,只要认真对待每道施工工序,严格按操作方法施工,就能克服和减少裂缝的出现,降低安全隐患,延长建筑物的寿命。
参考文献:
[1] 付海军.建筑工程施工中混凝土的质量控制措施分析[J]. 中国新技术新产品. 2012(02)
[2] 边飞龙.桥梁施工裂缝的原因和防治措施分析[J]. 中国新技术新产品. 2009(05)
[3] 李毅.预应力混凝土桥梁施工质量问题研究[J]. 科技创新导报. 2009(09)
【关键词】混凝土施工裂缝原因应对
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
随着近几年新疆建筑业的迅猛发展,泵送商品混凝土工艺的兴起及普及,在现浇钢筋混凝土结构中大量使用,随之而来的各种梁、板构件的裂缝也越来越多。混凝土的裂缝问题是目前新疆建筑业乃至全国普遍存在的质量问题,是一个亟待解决的技术难题。建筑结构的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的,因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此应采取行之有效的措施来对混凝土施工的全过程进行控制, 尽可能将出现的不良问题进行及时控制,对保证现浇梁、板的整体性和使用性具有重要意义。
一、混凝土施工裂缝的成因
混凝土施工中裂缝产生的原因是多方面的,主要原因是混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多,一旦混凝土内出现不大的拉应力时,混凝土就会产生裂缝。施工阶段产生的裂缝一般在所有施工中都会发生,是由混凝土本身所具有的缺陷决定的。
1、配合比设计
为了易于施工和保证强度,大多时候采用富裕配合比的设计方法,在混凝土中使用较多的水泥和水,在单位混凝土中用水量越大,混凝土的收缩趋势就越大,在混凝土的配合比中加大用水量,在增加收缩的同时,又降低了混凝土的强度,这就增加了混凝土出现裂缝的可能性。同时,水泥的用量过大会使水泥在水化的过程中放出大量的热,与环境产生较大的温差,导致混凝土的表面出现差异性变化,当应变值超过混凝土所能承受的极限时,混凝土就会出现裂缝。
2、集料
在同等强度条件下,集料中的最大粒径越小,混凝土的收缩就越大,此外,若集料中混入较多的杂质,粘土的收缩性就会高于水泥石的收缩,会使混凝土出现大的收缩和混凝土强度的下降,从而产生混凝土裂缝。
3、养护
养护过程是控制混凝土裂缝产生的重要的一步,水泥在水化过程中混凝土毛细管内水份的损失会导致混凝土产生裂缝;混凝土浇筑完毕后,若没有及时进行养护补水,蒸发速度大于硬化速度时就会产生塑性收缩裂缝;冬季施工时,用炭火炉对新浇筑的混凝土进行保温时,水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙时将会出现炭化收缩导致混凝土表面出现表面裂纹;混凝土在冷却过程中因自由收缩而受到的约束程度比较大时,容易出现温度裂缝。
4、环境温差
当混凝土与外界温差相差很大时,拆除模板会使混凝土暴露在较大的温差中,导致混凝土内部产生差异性变形,从而促使混凝土产生裂缝。
5、施工不当造成的裂缝
在施工过程中由于施工工艺不当、施工质量差和管理不善造成的裂缝,如下几条:
A、实际施工受力钢筋与原设计钢筋数量、直径不符造成构件裂缝。
B、梁、板底模刚度不足或模板支撑沉陷使梁、板产生裂缝。
C、原材料质量不佳引起的裂缝。
D、施工过程中由于拆模过早,在混凝土强度较低时承受较大的施工荷载,使构件过早受力,产生剪切裂缝。
E、施工管理不善、施工质量粗糙低劣甚至偷工减料给工程质量造成严重隐患。
F、钢筋保护层厚度不满足设计要求,造成梁、板裂缝。
G、混凝土强度不满足设计强度要求,梁抗剪强度不足而出现斜裂缝。
H、电线预埋管铺设的位置不当,电线钢管在板的下部,管壁与板底间混凝土形成薄弱环节,由于板底混凝土受拉及收缩,在此易产生受拉裂缝。
I、混凝土浇筑顺序或浇筑方法不当,使新旧混凝土不能有效结合,使构件在施工缝处裂缝。
J、在使用商品混凝土时,由于振捣工艺不当,施工加水等,在表面形成浮浆,硬化后表面收缩产生裂缝。
二、混凝土施工裂缝的防治与应对措施
1、控制混凝土原材料和其配合比是控制混凝土裂缝出现的最基本的措施,混凝土裂缝产生的原因主要是由于混凝土内部温度所致,因此,在材料上,可以考虑选用低水化热的水泥,同时加入外加剂来降低混凝土内部温度,具体应该做到:严格控制混凝土各组成成份质量;改善骨科级配,减少水泥用量,降低水化热;掺和混合料、外加剂,改善和易性,降低水灰比,减少水泥用量,降低水化热量;在施工前的混凝土试配中,将混凝土和胶凝材料的抗裂性能进行对比,选择抗裂性能好的混凝土原材料和配比。
2、加强混凝土浇筑过程中的振捣工序,调整好混凝土的流动性,特别是钢筋密集部位的混凝土的流动性,防止混凝土的沉降裂缝。
3、降低混凝土浇灌入模温度
采取有效措施在混凝土施工过程中降低混凝土的入模温度,是混凝土裂缝控制的重要措施,这一措施的关键是利用人工导热来释放施工温度。
(1)浇注温度不高于28度,所以应选择室外气温较低时浇筑,避免热天作业。在浇筑时,掺加缓凝型减水剂,采用薄层浇灌,减缓浇灌速度,利用浇灌面来散热。
(2)将混凝土的入模溫度控制在25度以内,降低入模温度,有效地控制混凝土的内外温差。在夏季温度较高时,为降低混凝土的入模温度,可采取以下办法:利用低温水或凉水拌制混凝土;对骨料加盖防止日晒;在骨料上喷冷水雾或冷气来预冷;降低混凝土拌合物温度等。
(3)改善约束条件来降低混凝土内部的温度应力。主要措施有:合理地分缝分块;避免基础起伏过大;合理安排施工工序,防止侧面长期暴露及过大的高差带来的混凝土裂缝
(4)利用减水防裂剂提高混凝土的抗拉强度,提高混凝土的抗裂性能,避免混凝土在收缩时产生的拉应力大于混凝土抗拉强度时产生的裂缝。
(5)施工过程中加强对混凝土的裂缝控制,特别注意结构表层钢筋网和预应力管道四周定位钢筋的设置。按规定严格控制钢筋保护层厚度和预应力管道的保护层厚度,对大体积混凝土,要在降低水化热的同时在混凝土表层设置防裂钢筋网,重视对大体积混凝土的二次抹面工程,可以有效的减少表面收缩裂缝。
(6)施工前对大体积混凝土采取预埋冷却水管的方式,利用循环水带出混凝土内部热量,降低混凝土内部温度。
4、掺加外加剂加强混凝土的密实性,提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩,同时形成微膜,减少水分蒸发,避免干燥收缩。
5、混凝土施工过程中的温控技术
施工养护中的湿度和温度控制在很大程度上决定了混凝土的裂缝控制效果。施工中的温控技术是混凝土的裂缝控制的关键,具体措施如下:
(1)规定科学合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,利用混凝土的“应力松弛效应”,来实现施工过程中的温度控制。
(2)新混凝土的表面若已经暴露在空气中,要求在表面及时浇水或覆盖湿麻袋进行养护。
(3)在混凝土发热阶段采用喷雾养护,避免混凝土表面温度的骤然变化导致的温差使混凝土产生裂缝。
(4)注意模板连接缝处的保湿,避免其失水干燥产生裂缝。
6、在浇筑大面积构件时,工作面要尽量减少暴露,浇筑后要立刻用塑料薄膜进行紧密覆盖,阻止表面水分的蒸发,进行搓抹表面工序后,应将卷起的薄膜再次覆盖,终凝后撤除薄膜采用水养护的方法。
7、施工缝处理也是混凝土裂缝控制的重要方法,首先要对施工缝处混凝土的表面凿毛,清除表面的水泥浆和松动石子,充分湿润并清洗干净。清除钢筋表面的水泥浆,并进行调整。在水平施工缝混凝土的浇筑过程中,先铺与混凝土同成分的水泥砂浆,厚度为15mm,将新旧混凝土进行细致地振捣,确保混凝土之间的紧密结合。
8、加强施工过程的监督和管理
施工现场是建筑产品成型的地方,施工现场的管理直接关系到施工质量,对于混凝土施工中的裂缝控制也是一样,施工现场的混乱无序会在很大程度上影响混凝土施工的质量,使混凝土裂缝问题多次出现,降低混凝土裂缝控制的效果,因此,加强施工现场的监督和管理是裂缝控制的必要措施。
施工和监理单位应各自组织专业小组来负责施工现场混凝土施工中的管理,记录混凝土运送到工地的时间、浇筑时间、浇筑时的温度、坍落度等,施工缝的划分及控制高度和混凝土的养护过程及方法等会影响混凝土裂缝控制的方方面面,当混凝土出现裂缝时,应记录裂缝出现的时间、部位、程度和种类等问题,总结经验教训,为混凝土施工中的裂缝控制提出更好的解决办法。
总之,要使混凝土施工不产生裂缝, 就必须结合工程现状, 施工环境, 认真分析施工条件, 严把材料质量关, 规范支模、拆模时间,混凝土表面上人时间,配料、运料、搅拌、振捣、拆模等施工环节, 控制混凝土入料温度, 按要求及时养护, 进而达到提高混凝土施工技术之目的,有效控制混凝土施工裂缝发生, 确保混凝土施工满足工程质量要求, 使混凝土施工达到验收时的合格工程。
我们相信,只要认真对待每道施工工序,严格按操作方法施工,就能克服和减少裂缝的出现,降低安全隐患,延长建筑物的寿命。
参考文献:
[1] 付海军.建筑工程施工中混凝土的质量控制措施分析[J]. 中国新技术新产品. 2012(02)
[2] 边飞龙.桥梁施工裂缝的原因和防治措施分析[J]. 中国新技术新产品. 2009(05)
[3] 李毅.预应力混凝土桥梁施工质量问题研究[J]. 科技创新导报. 2009(09)