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建築施工中混凝土裂縫控制的探討?

下面是仲達咨詢帶來的建築施工中混凝土裂縫控制,供大家參考。

隨著混凝土結構在建築工程中越來越廣泛的應用,施工中出現了大量的混凝土裂縫,嚴重影響了建築物的安全。本文分析了建築工程中混凝土裂縫產生的原因,並探討了預防措施。

混凝土是由砂石骨料、水泥、水和其他附加材料混合而成的壹種非均質脆性材料。由於混凝土施工、變形和約束等壹系列問題,硬化混凝土中存在許多微孔、氣泡和微裂縫。大體積混凝土硬化時,會釋放出大量的水化熱,導致混凝土內部溫度很高,經常出現裂縫。微裂縫並不損害混凝土的承重、防滲等功能,但混凝土受到荷載、溫差等作用後,微裂縫會不斷擴展、貫通,最終形成肉眼可見的裂縫。當混凝土裂縫寬度超過規定限值時,會影響建築物和構件的適用性和耐久性,不僅會損害外觀形象,還會造成鋼筋的暴露和銹蝕,降低建築結構的承載能力,降低建築結構的整體性和剛度。

裂縫有多種形式和類型。為了控制和解決混凝土裂縫問題,有必要從混凝土裂縫產生的原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫產生的原因是有效控制和減少混凝土裂縫的最有效途徑。因此,探討混凝土裂縫產生的原因及控制方法,對控制施工質量非常有利。

1建築施工中混凝土裂縫原因分析

1.1建築結構設計的原因

不合理的建築設計導致混凝土結構產生裂縫,主要表現在以下幾個方面:結構中截面突變引起的應力集中導致構件產生裂縫;構件預應力不當造成構件開裂;結構鋼筋配置過小或過粗,造成構件開裂;沒有充分考慮混凝土構件的收縮變形;使用的混凝土標號過高,導致耗灰過多,不利於收縮。混凝土在硬化過程中,水分蒸發,體積逐漸縮小,產生收縮。但由於支座的約束,板的周邊不能自由延伸。當混凝土收縮引起的板的約束應力超過壹定程度時,現澆板不可避免地會出現裂縫。

1.2混凝土材料因素

首先,摻入不同種類和摻量水泥的砂漿幹縮差別很大。礦渣矽酸鹽水泥的收縮比普通矽酸鹽水泥大,而粉煤灰水泥的收縮較小,快硬水泥的收縮較大。壹般來說,水灰比不變,水泥用量越多,混凝土的收縮越大,因為混凝土的幹縮主要是由水泥漿的幹縮引起的,水泥漿越少,混凝土中骨料對幹縮的制約越明顯。

其次,混凝土中水分的蒸發導致混凝土收縮。水灰比越大,水泥漿越稀,收縮率越大,開裂的可能性越大。同時,減少用水量和水泥用量對提高混凝土的幹縮和抗裂性更有效,但要在正確方法的指導下使用,必須保證混凝土的設計強度要求。

再次,粗細骨料含泥量過大,骨料顆粒級配不良,會引起混凝土收縮增大,誘發裂縫的產生。骨料密度大、級配好、彈性模量高、骨料粒徑大可以減小混凝土的收縮。外加劑、摻合料會影響混凝土的硬化速度、用水量、收縮徐變,從而影響混凝土的開裂。摻外加劑的混凝土幹縮值較大,尤其是初始幹縮值較大。防止裂縫的有效方法是使用膨脹劑,由於混凝土初期膨脹,後期幹縮值小,可以有效控制裂縫的產生。

最後,混凝土中鋼筋用量越多,握裹力越強,約束了混凝土的變形,減小了收縮,防止了裂縫的產生。采用焊接鋼筋網、合理布置縱筋和箍筋、細而密的鋼筋可有效防止裂縫。

1.3混凝土材料配合比

骨料顆粒級配不良或不連續級配不當,容易導致混凝土收縮增大,誘發裂縫。混凝土水灰比過大或淤泥使用過多也會造成樓板開裂。當采用同壹種水泥、同壹強度等級時,混凝土的強度等級主要取決於水灰比。當水泥水化時,多余的水留在混凝土中,蒸發後形成氣泡或孔隙,這減少了混凝土抵抗載荷的實際有效橫截面。在荷載作用下,孔隙周圍可能產生應力集中,從而導致地板表面產生裂縫。而用含泥量大的淤泥配制的混凝土,收縮大,抗拉強度低,易因塑性產生裂縫。配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度,是混凝土開裂的原因。配合比不當是指水泥用量過大、水灰比過高、含砂量不當、骨料類型不良、外加劑選擇不當。

1.4施工工藝及維護原因

首先,混凝土攪拌不均勻、攪拌時間過長、運輸時間過長、運輸和泵送過程中改變配合比、澆築順序不合理、施工過快都會改變混凝土質量,降低混凝土性能,造成澆築後混凝土結構或構件產生裂縫。現場振搗混凝土時,振搗或插入不當、漏振、過振或撤振過快都會影響混凝土的密實性和均勻性,誘發裂縫。

其次,混凝土的養護可以改變混凝土的水化反應速度,影響混凝土的強度。濕度越高,溫度越低,固化時間越長。混凝土的收縮越小。在養護過程中,必須嚴格控制混凝土的水化熱,對攪拌好的混凝土進行預冷降溫,以盡量減少澆築後混凝土的最高溫度和溫度梯度以及對混凝土的外部約束。混凝土養護的目的是保證混凝土的正常凝結和硬化。養護時間太短,濕度太低,會使混凝土收縮,產生裂縫。

最後,在施工中,將振搗棒直接放在鋼筋上振搗,鋼筋受到擾動,同時澆築的混凝土過早振搗,影響鋼筋與混凝土之間的握裹力,也影響混凝土的均勻性和密實性。鋼筋保護層厚度不足降低了鋼筋與混凝土之間的握裹作用,削弱了對混凝土變形和開裂的約束作用。當風速過高或陽光暴曬時,混凝土的收縮值較大。大體積混凝土構件澆築後,抹灰次數和保溫工作不到位,容易產生表面收縮裂縫。

2建築施工中混凝土裂縫的預防措施

2.1做好施工前的設計和準備工作。

在建築結構設計中,我們應該在約束狀態下進行結構設計。當結構沒有足夠的變形空間時,應在結構設計中合理配置結構鋼筋,防止出現裂縫。在設計中,應盡量避免因結構截面突變而引起的應力集中。如因結構或造型原因不及時,應充分考慮結構加固等加固措施。積極采用補償收縮混凝土技術。

盡可能合理、科學地安排各工種交叉作業時間。板底鋼筋綁紮後,應及時預埋管線,並在封模封閉前,力爭全部完成,以有效減少板鋼筋綁紮後的工人數量。混凝土工人在澆築時,應在易產生裂縫和負彎矩鋼筋的部位鋪設臨時活動跳板,以擴大接觸面,分散應力,盡量避免上部鋼筋再次被踩踏。

2.2註意混凝土原材料的選擇和配比。

首先,如果在混凝土中使用吸水率高的骨料,在幹燥收縮較大、骨料含泥較多的情況下,混凝土的幹燥收縮會增大。當骨料粒徑較大且級配良好時,混凝土的幹燥收縮較小,因為它可以減少混凝土中水泥漿的用量。摻入粉煤灰可以減少水泥用量和水化熱,降低混凝土的用水量和水泥用量,減少混凝土本身的體積收縮。同時,在混凝土中摻入粉煤灰或高效減水劑,不僅可以使混凝土具有良好的和易性、可泵性、抗滲性和抗離析性,而且可以減少泌水,有利於混凝土表面處理。

其次,配合比設計師要深入施工現場,根據施工現場的澆築工藝、操作水平、構件截面合理選擇混凝土的設計坍落度,根據現場砂石原材料的質量及時調整施工配合比,並協助現場做好構件的養護工作。改善骨料級配,添加粉煤灰或高效減水劑,降低水泥用量和水化熱;選擇低堿水泥和低堿或無堿添加劑;積極采用合適的外加劑和混凝土摻合料抑制堿骨料反應;正確掌握混凝土收縮補償技術的應用方法。

最後,根據混凝土強度等級和質量檢驗要求以及混凝土和易性,確定配合比,嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石料,控制砂的粒徑和含量,降低空隙率以減少混凝土的收縮,提高混凝土的抗裂性。2.3加強混凝土澆築的要求。

首先建議振動器垂直振動,行列式排列,做到快插慢拔。根據混凝土的不同坍落度,正確控制振搗時間,避免過振或漏振。提倡二次振搗和二次抹面技術,以消除混凝土內部的泌水、水和氣泡。因為很多泵送的混凝土是自由流動的,所以混凝土是分層澆築的。振搗上層時,應插入下壹層,以消除兩層之間的接縫。上層混凝土自然形成的厚度不應超過振動器長度的1.25倍。混凝土的振搗時間不宜過長,壹般為8 s ~ 10 s,以防止石塊下沈造成混凝土結構不均勻。在表面澆築混凝土時,表面應找平、壓實,以消除混凝土內部的泌水、水分和氣泡,從而提高混凝土的密實度。

其次,現澆成型後應采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜和濕麻袋進行養護,防止混凝土內外溫差過大而產生溫度裂縫。避免在雨中或強風中澆築混凝土;對於地下結構混凝土,盡早回填土有利於減少裂縫。支撐模板時,要保證模板有足夠的強度和剛度,支撐牢固,基礎受力均勻。

最後,禁止在未澆築的部位撒混凝土,以免形成潛在的冷縫或薄弱點。在表面澆築混凝土時,表面應找平、壓實,以消除混凝土內部的泌水、水分和氣泡,從而提高混凝土的密實度。

2.4采取合理的維護措施。

首先,保溫養護是混凝土施工的關鍵環節,其主要目的是降低大體積混凝土澆築塊內外溫差,以降低混凝土塊的自約束應力。可以降低混凝土澆築塊的冷卻速度,充分利用混凝土的抗拉強度,提高混凝土塊在外約束力作用下的抗裂能力,達到預防或控制溫度裂縫的目的。

其次,適當提高養護環境溫度,有利於減小內外溫差,減緩降溫速度,從而降低溫度應力,也有利於混凝土的強度增加和應力松弛,可以避免表面開裂引起的混凝土塑性收縮。養護期間,混凝土表面溫度與其中心溫度之差不超過25℃。在混凝土澆築過程中,如遇暴風雨天氣,應搭設防護雨彩條進行覆蓋,同時四周做好明溝排水,防止雨水流入基坑,以保證混凝土澆築的連續性和施工質量。

最後,加強現澆板的養護。混凝土養護是整個施工過程中不可缺少的環節。忽視混凝土的養護,不僅會降低混凝土的強度,而且由於硬化過程中失水得不到及時補償,容易導致裂縫。特別是在高溫下施工時,要經常澆水,可以減少溫度引起的裂縫,降低混凝土收縮引起的約束應力,有效控制裂縫。

3結論

裂縫是混凝土結構中常見的現象。它們的出現不僅會降低建築物的抗滲性,影響建築物的使用功能,還會引起鋼筋銹蝕和混凝土碳化,降低材料的耐久性,影響建築物的承載能力。在施工中,應把握好混凝土配合比設計、施工工藝、切縫時間和深度、混凝土養護等環節。通過提高混凝土質量,澆築後采取有效的預防措施,混凝土裂縫是可以避免的。

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