浅谈混凝土结构施工裂缝的控制

(整期优先)网络出版时间:2022-04-24
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浅谈 混凝土结构施工裂缝的 控制

梁开坤

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摘要:混凝土材料的特性决定了结构较易产生裂缝,在实践中,施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。


关键词:混凝土;结构施工;裂缝控制


引言

大量混凝土工程实践和现代科学研究证明,裂缝问题在混凝土的工程施工中具有不可避免的特性。一些建筑结构在所处的不同时,是允许存在一定宽度的裂缝的。但在施工中我们应尽量采取相应的有效措施控制这些裂缝的产生,尽可能减少裂缝的宽度和数量或根本不出现裂缝。其中要尽量避免出现有害裂缝,从而确保工程质量安全。


1.混凝土结构施工出现裂缝的主要原因

混凝土机构施工中出现裂缝的原因主要包括:温度及湿度的变化、级配不准确、模板出现变形、基础结构的不均匀下沉等,其中最重要的原因就是温度及湿度的变化。

对于混凝土来说,在其硬化的过程中水泥水化会释放出很多热量,而处在内部的混凝土由于散热条件不好而不断提高温度,使得混凝土的体积逐渐膨胀,这会在混凝土的表层引发拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉的强度时,就会导致裂缝的出现。另外,如果混凝土的养护不恰当,会导致时干时湿,内部的混凝土会约束表面的干缩变形,这也会造成裂缝。

混凝土的脆性比较大,而且是由不均匀的材料构成的,在其运输与浇筑的过程中极有可能会出现离析,因此在同一混凝土里抗拉的强度分布也不够均匀,有很多抗拉能力比较低的部分区域,导致一些薄弱的部位容易有裂缝的出现。

在混凝土结构的施工中,混凝土通常都是从最高的温度冷却到比较稳定的正常温度,这个过程常会伴有膨胀差异的变化,容易混凝土的表面造成非常大的拉力,有的时候温度引起的应力甚至能够超过其他因素引起的应力,所以要采取科学合理的防止裂缝发生的措施,就必须要了解温度应力变化的基本规律。


2.混凝土结构施工裂缝的主要类型

在混凝土结构的施工过程中会出现许多各种各样的裂缝,为了能够正确地认识和防止混凝土结构施工中出现的裂缝,就有必要对其做合理的分类与分析,以实现对混凝土裂缝发展和变化趋势的正确判断,进而采取科学而有效地控制裂缝的措施。混凝土结构施工裂缝按照不同的标准可以分为不同的类型:

(1)按照裂缝产生的原因分:由施工与使用中的动荷载和静荷载所引起的混凝土裂缝;由温度变形、收缩性变形等引发的混凝土裂缝;由浇灌、养护、支模、拆模等操作所引起的混凝土裂缝。

(2)按照裂缝的形状分:表面性裂缝、贯穿性裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、枣核形裂缝、对角线裂缝等。

(3)按照裂缝的最终后果分:无害性裂缝、有害性裂缝。

(4)按照裂缝是否发展分:发展性裂缝、可自动愈合的裂缝、终止性裂缝。

(5)按照出现裂缝时混凝土的状态分:塑状的混凝土裂缝、硬状的混凝土裂缝。

在混凝土施工的实际操作中,对于裂缝的具体分类没有做出严格的限定,通常来说一条裂缝可能会有几种裂缝的特点。如果要正确地了解裂缝的特点,就要从混凝土施工的整个过程把握,细致地观测裂缝的发生与发展,并且结合混凝土施工的经验和裂缝的形成原因,来推断混凝土裂缝发展的总体趋势,及时地采取措施对裂缝做出相应的补救。


3.混凝土结构施工裂缝的应对措施

混凝土裂缝的控制与预防应该从施工的各个方面进行综合的考虑,具体来说有以下几个应对措施:

3.1科学地设计混凝土的配合比

为了有效地控制和避免混凝土结构施工中的裂缝问题,施工人员应该按照建设工程的具体条件,合理地设计砂率、水泥的用量、掺和料的用量等,以便从中选择出最佳的方案。适当地选择砂率对于混凝土结构施工裂缝的控制有重要的作用,混凝土干燥收缩是随着砂率的变化而变化的。

在泵送混凝土的过程中,如果砂率太高不但不能够提高混凝土泵送的性能,而且由于混凝土随着且内部摩擦力的不断增大而变得粘稠,这会造成混凝土扩展性能和流动性的降低。同时,在混凝土结构的表面也易出现厚度较大的砂浆层,这不利于混凝土抗裂,因此顶板中的预拌混凝土的砂率必须要按照泵送的高度、混凝土的标号等因素来确定,通常38%到42%之间最为适宜。而且,砂率的减小会导致粗骨料含量的增加,这会使混凝土在同等的条件下具有较高的弹性模量,而收缩量变小,且粗骨料含量对于混凝土的收缩有一定的约束作用,会减小混凝土开裂的可能性。如果水泥浆没有了水分会引起自身的收缩和塑性收缩,进而影响混凝土结构施工中的裂缝。

混凝土结构施工中,如果增大水泥的用量和水的用量,会提高水泥浆的体积、增加混凝土的干缩,进而造成干缩性和塑性收缩裂缝的出现。因此,混凝土配合比设计的时侯,在满足强度的基础下,要选取最适合的水泥用量,选择那些水化热、收缩小的水泥,这样能够有效减小混凝土结构施工中裂缝的出现。

3.2控制好混凝土的坍落度

预拌混凝土通常都具有比较大的坍落度,对于预拌混凝土,坍落度较大会造成的混凝土裂缝。流动性比较大的混凝土,自身的相对沉缩变形往往都比普通的干缩变形大30到60倍,这个数字是非常可观的,若是混凝土的混合料太稀,那就会造成坍落度增大,提高混凝土的沉陷量。同时,随着水灰比增大,会使得混凝土的收缩也随之增大,造成混凝土的沉陷裂缝和收缩裂缝,尤其是夏季,在进行混凝土的浇筑时,坍落度的损失会相对比较大,有些工程施工单位为了求得方便,通常在实际施工中增大混凝土的坍落度,甚至是在混凝土里随意地加水,此种做法不但会造成混凝土性能的下降,还会由于坍落度的提高导致混凝土塑性收缩的可能增加,因此,在混凝土结构的施工中一定要尽量减小混凝土的坍落度,通常只需满足泵送的要求即可,并且禁止出现在混凝土的浇筑中出现随意加水和外加剂的现象。

3.3加强对温度的控制

第一,不断改善混凝土的骨料级配比设计,坚持使用干硬性的混凝土,在混凝土中掺入混合料、加入引气剂或是塑化剂等,以便减少水泥的用量;

第二,在拌合混凝土的时候加水,或者用水把碎石冷却,实现混凝土浇筑温度的降低;

第三,如果在天热的时候进行混凝土的浇筑,则要尽量减少浇筑的厚度,以便扩大浇筑的层面提高散热的速度;

第四,在混凝土里埋入水管,灌入冷水进行降温;

第五,在规定的拆模时间内,如果气温骤降,要对混凝土的表面进行保温,防止混凝土的表面出现巨大的温度梯度;

3.4正确地对混凝土进行养护

恰当地对混凝土进行养护能够使混凝土结构抗裂的能力成倍地发生变化,不恰当的养护则会导致混凝土强度的损失,而充分有效的养护是确保混凝土出现裂缝的重要条件之一,由于梁板结构暴露的面积比较大,好的混凝土供湿养护是极为重要的。养护不良的梁板结构,不仅会影响到混凝土强度,还可能会造成混凝土的表面出现裂缝。

如果在炎热的夏季进行混凝土结构的施工,在顶板浇筑之后钢筋周围往往会出现某些裂缝,此种裂缝的宽度较小,且主要是沿着钢筋的方向分布的。其形成的原因主要是由于夏季的温度比较高,特别是在太阳的直射下,刚浇筑过的混凝土会迅速的失去水分,较大的湿度梯度造成的差异性收缩就会产生裂缝。对此,要尽量施工人员要尽量防止在阳光较强的时候进行混凝土的浇筑,如果条件不合适,要在混凝土的做好必要的覆盖,并在混凝土最终凝结后即开始进行浇水养护,对混凝土进行早期的养护。


4.结束语

钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的重要方面,建筑物的结构或构件由于各种不同的原因导致各种裂缝出现,所以应加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是十分重要的,设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、制约的,必须全面系统的考虑,对裂缝采取措施加以正确的处理,钢筋混凝土结构裂缝问题会逐渐得到圆满的解决。

参考文献:

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