工民建混凝土中裂縫產生的原因及對策

廣東省紅嶺集團有限公司 許友凇

工民建混凝土中裂縫產生的原因及對策

廣東省紅嶺集團有限公司 許友凇

隨著鋼筋混凝土材料性能的完善,混凝土材料在工業廠房、民用住宅等建筑中的應用日益廣泛,得到了廣大用戶和建筑市場的認可。但由于材料、設計、施工等原因,個別建筑工程中出現了混凝土結構開裂的問題,給施工質量造成了影響。本文針對混凝土裂縫的產生現象分析其原因,探討控制和處理的對策,確保混凝土建筑的安全可靠。

混凝土裂縫材料設計施工措施

當前工民建工程應用中,鋼筋混凝土的材料性能日益完善,結構施工水平不斷提高,人們對混凝土材料的依賴性不斷增長。但也有許多建筑中出現了混凝土結構的裂縫,使人們注意到這一材料某種程度上的缺陷和薄弱,進而引起了整個建筑行業的關注和重視。為了預防并控制混凝土結構的有害裂縫產生,從工程施工的材料、結構、工藝入手,分析混凝土開裂原因,并針對問題所在積極提出應對策略,是建筑工程中要及時加以解決的重要課題。

一、混凝土裂縫產生原因分析

混凝土建筑產生裂縫包括兩個方面,一是結構受到外部沖擊或直接應力造成的破壞性開裂,出現概率較低。二是結構受到外界環境因素變化影響導致的變形錯位,使局部出現縫隙。我們主要從材料、設計、施工等方面對后者的產生來源進行探索。

1.材料本身原因

通常硅酸鹽混凝土的抗壓強度較強,但抗拉強度稍差。建筑上常用的鋼筋混凝土通過鋼筋的固結作用,提高了材料整體的抗拉強度,對抗外部受力,但它不能解決由于內部成分變化導致的混凝土收縮。因此混凝土內部過度收縮,是引起開裂的原因之一。

(1)混凝土的收縮機理取決于水泥干燥收縮的變化,當材料內部含水量降低,引起水泥自干燥時,結構中部水分的缺失會導致負壓產生,引起混凝土向內部塌陷。高標號水泥的表現尤為顯著,由于干燥變形導致的裂縫是較為普遍的現象。

(2)混凝土中水泥、骨料等材料的含量比例失調,摻和材料的粉粒度過高,都會導致混凝土體積穩定性越差,收縮變形嚴重,收縮應力加大。在受到外界溫度變化影響時,會產生超過許用極限的收縮變形,導致結構裂縫。

(3)當前混凝土中水泥和含砂量均有所提高,同時還要添加減水劑、促凝劑、緩凝劑、微膨脹劑等調節混凝土凝結速度和收縮時間的輔料。這些添加劑的加入量不恰當會直接影響混凝土的質量均勻性,導致不穩定,出現局部開裂。

2.結構設計漏洞

目前人們對建筑結構的設計原則中,往往比較重視建筑功能的實現,對結構設計合理性、材料變形協調、應力集中薄弱點等問題的忽視,導致了設計時計算準則的偏差,為今后建筑物的安全使用埋下了隱患。

結構設計時應當充分考慮結構模型符合實際工程需要,采取科學合理的結構選型,保證結構構件的裂縫寬度小于標準規范要求的最高等級。對于設計規范中對荷載裂縫的允許寬度限制條款中,僅僅考慮結構安全的預留縫隙而忽視使用變形產生的開裂,也是結構裂縫發生增多的原因之一。

3.施工過程因素

施工過程對裂縫的控制體現在充分尊重設計方案,參照結構計算規定,遵循施工規范操作。若施工單位未能領會設計意圖,擅自修改方案,或違規操作,也會導致建筑結構不符合設計要求,其性能安全無法保障。

(1)施工工序混亂,違反建筑工程規范標準,導致混凝土結構安裝強度減弱,不能承載設計負荷。

(2)為節省材料成本,擅自減少混凝土和鋼筋使用量,對應當采取加強措施或補充配置的部分不予作為,造成結構強度不足,安全性下降。

(3)在施工操作中,違反規范工藝,選擇錯誤條件,如在不適當的天氣環境下進行施工,未按照要求對澆注混凝土進行養護等行為,也可能導致材料質量達不到要求,收縮開裂。

二、對混凝土裂縫控制和彌補的措施

從建筑混凝土結構裂縫產生的原因來看,只有相應地從材料、設計、施工等多方面來加以預防和控制,嚴把各個環節,加強質量管理,對施工過程嚴格要求,合理選擇后期處理手段,才能有效地將工程安全風險降到最低。

(1)要確保選用商品混凝土的材料選型正確,盡量選用收縮量小均勻穩定的標號,明確強度等級,準確調整水泥、骨料、粉粒和添加劑的配比,保證混凝土中各種材料符合國家標準要求,且比例恰當。注意避免采購與使用過程中雜質的混入,并控制混凝土攪拌過程中的規范操作,從原材料角度使澆注質量能夠得到保障。

(2)設計方案要求考慮周全,對結構設計采取合理的配置,注意薄弱環節的加強措施。嚴格遵守設計規范,在滿足建筑性能要求的前提下保證結構質量安全可靠。對平板布局要求規則,減少凹凸及變形位置,盡量避免應力集中。保證鋼筋配備密度、混凝土厚度、澆筑強度等,力求設計高于應用極限,能夠滿足長期應用需求。在結構布局中安排設置恰當的收縮縫隙,考慮到氣候和溫濕度變化導致的變形緩沖量。

(3)施工中應嚴格執行國家安全規范標準,參照設計圖紙進行,控制施工條件、時間、動作的正規完備,對工程做到有效監督,切實管理。

①嚴格控制混凝土施工的每個環節,盡量避免人為因素對混凝土施工質量的影響。杜絕偷工減料、篡改設計等行為,保證施工工作與設計方案結合緊密,實施準確。

②嚴格控制混凝土使用前的調和比例,使攪拌灌料等操作符合規范。

③澆筑之前對基層和模板預先進行噴水處理,使其均勻覆水,濕度恰當,適合澆筑操作進行。

④混凝土澆灌后要注意養護,最好派專人執行,控制覆蓋保護膜的時間,保持混凝土最終凝固前的表面濕潤。在高溫和大風等惡劣天氣出現時,要設置遮陽擋風設施,調整空氣溫度和濕度變化,防止蒸發太快導致混凝土變形的拉應力。

(4)對裂縫的補救處理

建筑混凝土的裂縫中,非結構裂縫不影響承載能力,但影響結構的耐久性。對裂縫進行處理前,要首先判斷其危害性,是否影響結構安全和使用功能,對有害建筑質量的裂縫及時加以處理。發現裂縫產生后,要根據實際情況分析裂縫的危害,進行靜載試驗等手段判斷補救對策,選擇不同的彌補措施。對于嚴重威脅建筑安全質量的開裂現象,有必要將結構局部推倒重來,重新澆灌混凝土,防止不可估量的后果。對于已經穩定或發展趨勢不大,且對質量安全影響有限的裂縫,可以采取表面磨平、填充灌漿、結構補強等方法進行后期補救,必要時還可以增設鋼筋網、輻射加強結構板等,盡可能實現建筑結構的安全穩定。

隨著城市建設工程的增多,以及混凝土在工民建工程建筑應用中的普及,針對混凝土裂縫問題引發的安全隱患,要深入分析原因,積極探討預防、處理、控制、改善等有效措施,從建設施工各個環節對癥下藥,采取合理手段,提高技術水平,加強責任意識,使建筑質量安全可靠,為城市建設提供有力保障。

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