摘 要:混凝土建筑在施工中,由于結構尺寸大,混凝土用量多,在水泥水化熱引起混凝土內部溫度變化及外界氣溫變化的影響下,會產生較大的溫度收縮應力,而導致混凝土結構產生裂縫。造成裂縫的產生路徑較復雜,受裂縫的破壞而造成的損失費相當高。本文在參考了大量文獻資料、總結了建筑工程混凝土溫度裂縫產生的原因的基礎上,探討和闡述了混凝土裂縫的控制方法。
關鍵詞:建筑工程混凝土裂縫控制措施
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0048-01
混凝土建筑在施工中,由于結構尺寸大,混凝土用量多,在水泥水化熱引起混凝土內部溫度變化及外界氣溫變化的影響下,會產生較大的溫度收縮應力,而導致混凝土結構產生裂縫。因此,控制混凝土澆筑塊體因水泥水化引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內外溫差及降溫速度,防止混凝土有害裂縫的出現,是施工技術的關鍵問題。
1 混凝土裂縫的的產生分析
1.1 原材料
在住宅建設中,也有一部分鋼筋混凝土現澆板出現的裂縫,是由于用來制作現澆板的原材料質量不合格所造成的,裂縫多產生在混凝土硬化的早期,如果骨料中含泥量過多,則隨著混凝土的干燥,會產生不規則的網狀裂縫,有時堿-骨料反應也會引起裂縫。
1.2 混凝土收縮
混凝土引起收縮的原因,在硬化初期主要是由于水泥水化作用,形成一種新的水泥結晶體,這種結晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮,即所謂的凝縮,后期主要是混凝土內自由水分蒸發而引起的干縮,而且如果混凝土處在一個溫差變化較大的環境下,將會使其收縮加劇。
1.3 施工
在施工過程中由于施工工藝不當,致使支座處負筋下陷,保護層過大,使板上部沿梁支座處產生裂縫;或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形。后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫,為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力,規范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設計要求施工等都可能造成板面的裂縫。
2 混凝土裂縫的控制措施
2.1 原材料方面
(1)水泥:水泥水化熱是產生溫度應力的主要影響因素,因此水泥是混凝土的關鍵環節。混凝土所用水泥應采用水化熱低、凝結時間長、后期強度高的水泥,如粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥。
(2)骨料:在配合比相同的條件下,使用碎石的混凝土強度高,抗裂性能也較卵石的高,所以對于混凝土工程,由于抗裂度要求高,施工時宜采用碎石作為粗骨料。
(3)摻合料:混凝土施工中,摻加適量的優質粉煤灰,可以改善混凝土的性能、減少混凝土的水化熱,還可以降低工程成本。
(4)外加劑:為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,混凝土外加劑是指在混凝土拌和過程中摻入的,用以改善混凝土性能的物質。如摻用木質素磺酸鹽類減水劑、高效緩凝減水劑、UEA型膨脹劑等。
2.2 模板方面
選擇有足夠剛度的模板支撐體系。不得隨意改變技術人員確定的施工方案,避免模板變形、支撐下沉;要保證模板支撐的穩定性,首先要保證模板支撐系統的支承面不能沉降。在模板支撐系統計算時,要認真考慮支承面的承載力,防止支承面沉降;模板接縫應嚴密,嚴禁模板漏漿;由于施工速度快,造成模板周轉不足、頂板支撐過早拆模的現象,施工中要嚴格執行拆模申請單制度,只有在同條件養護試塊合格的情況下才允許拆模;混凝土達到拆模強度后方可拆模,不能在低溫條件下拆模,以免大梁表面溫度陡降,產生表面裂縫;預應力張拉前,應先將梁側模拆除,以免影響預應力的建立,但梁的底模與支架必須在預應力筋張拉后,以及孔道灌漿材料達到設計強度以后方可拆除。
2.3 鋼筋方面
對于板周邊支座處的負彎矩鋼筋、板四角的放射形鋼筋和陽臺板鋼筋,綁扎時位置正確,同時必須設置鋼筋支架,將上述鋼筋牢固架設,支架的間距應滿足小于或等于lm;混凝土澆搗前,必須在板周邊支座處的負彎矩鋼筋、板四角的放射形鋼筋和陽臺板鋼筋范圍處搭設操作跳板,供操作人員站立,操作人員不得踩踏在上述鋼筋上進行施工作業;要嚴格保證鋼筋位置。固定后的鋼筋與模板之間必須嚴格按規范規定鑲嵌保護層墊塊,墊塊的厚度應控制在20mm左右,采用塑料墊塊用鉛絲固定在主筋位置的方法值得提倡和推廣。
2.4 混凝土施工方面
在混凝土攪拌時,采用二次投料新工藝(也稱為裹砂法),即在改變以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝的主要優點是無泌水現象,混凝土上下層強度差減少,可有效地防止水分向石子與水泥砂漿界面的集中,使硬化后的界面過渡層的結構致密、粘結加強,從而可使混凝土強度提高10%左右。當混凝土強度基本不變時,可減少水泥用量7%左右。
澆筑后的混凝土,在振動界限以前,采取二次振搗,能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙,提高混凝土與鋼筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出現的裂縫,以減小內部微裂,增加混凝土密實度,從而使混凝土的強度提高10%~20%。在混凝土基礎的垂直施工縫處留縫與接縫時,均宜采用二次振搗。混凝土二次振搗的最佳時間與水泥品種、水灰比、坍落度、氣溫、混凝土運輸距離、澆筑速度、振搗條件等有關,一般宜在混凝土澆筑后lh左右。
混凝土養護的目的,是創造各種條件,使水泥充分水化,加速混凝土硬化和防止混凝土在內外因素影響下出現收縮裂縫。在大面積樓面中,混凝土養護要防止水分散失、延緩溫度變化、降低最高溫升,避免溫度裂縫、沉縮裂縫和收縮裂縫的產生,促進混凝土早強。
2.5 混凝土的養護監測
溫度監測是混凝土施工中的一個重要環節,也是防止溫度裂縫的關鍵。在混凝土澆筑過程中應進行混凝土澆筑溫度的監測,在養護過程中應進行混凝土澆筑塊體升降溫、內外溫差、降溫速度及環境溫度等監測。這些監測結果能反映混凝土澆筑塊體內溫度變化的實際情況及所采取的施工技術措施的效果,為施工組織者在施工過程中及時準確采取溫控對策提供科學依據,實現情報化施工。在施工中可采用簡易測溫法,即在混凝土內預埋鋼管,用便攜式電子溫度計測溫。目前,在混凝土溫度、溫差監測工作中引入了計算機技術,提高了監測速度與監測精度,并可進行不間斷的自動監測,實現了監測工作自動化。
3 結語
在混凝土建筑工程基礎施工中,應從原材料的合理選擇、配合比的科學確定、施工方法的恰當選擇、加強混凝土的養護及溫度監測等方面,采取相應措施控制裂縫。采用分層澆筑的方法,改進混凝土的拌制和振搗,有效降低混凝土的內外溫差,減少收縮值并弱化基礎的約束作用。混凝土澆筑完成后要加強養護,嚴格控制溫差,在混凝土澆筑過程中進行混凝土澆筑溫度的監測,在養護過程應進行混凝土澆筑塊體升降溫、內外溫差、降溫速度及環境溫度等監測。通過這些措施,能夠有效防止混凝土基礎出現裂縫,保證混凝土的質量。
參考文獻
[1]建筑施工手冊(第四版).建筑工業出版社(第四版),2003.
[2]謝榮華.高層建筑混凝土裂縫的防治.大眾科技,2005(11).
[3]駱戈.淺談混凝土裂縫產生的原因及其預防措施.中小企業管理與科技(上旬刊),2009(9).
[4]唐濤.混凝土裂縫的成因、預防措施及處理[J].科技創新導報,2009,27:31.
[5]顧晴,陳智偉.鋼筋混凝土裂縫的成因與控制措施[J].科技創新導報,2007,35:76.