喬建平?黃建剛
摘 要:隨著我國社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快,工程建設的發展可謂突飛猛進,尤其是混凝材料在建筑過程中的使用,為建筑行業的發展帶來了新的活力。但是工程施工中的砼裂縫問題也成為當前業內人士廣泛關注的問題。本文將對建筑工程施工中的砼裂縫的成因進行分析,并在此基礎上提出一些有效的治理措施。
關鍵詞:建筑施工;砼裂縫;成因;控制
混凝土是一種以水泥為膠凝材料,普通砂、石為骨料,加水拌成拌合物,經凝結硬化而成的水泥混凝土,屬非均質脆性材料。在目前的土木工程施工中,因其取材廣泛,抗扭強度高,環境污染少,價格低廉等特性而別廣泛應用。然而混凝土結構在受各方面原因的影響時,例如設計和施工不當、材料原因、粗細骨料選配不當等,就會產生裂縫問題,在工程中通常稱為砼裂縫。砼裂縫在施工中是一個普遍的技術問題,在施工中能夠較好地控制砼裂縫,對保證建筑物的質量和外觀美觀性、提高建筑物的耐久性具有十分重要的意義。
1 建筑施工中混凝土裂縫產生的原因分析
1、建筑結構設計的原因
建筑設計不合理會導致混凝土結構中出現裂縫,主要表現在:結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫;對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫;構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫;未充分考慮混凝土構件的收縮變形;采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利。混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發、體積逐漸縮小,產生收縮,而板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展,當混凝土的收縮所引起板的約束應力超過一定程度時,必然引起現澆板的開裂。
2、混凝土材料的因素
首先,不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿干縮性變化很大。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥的收縮大,而粉煤灰水泥收縮值較小,快硬性水泥收縮大。一般來說,其水灰比不變,水泥用量越多,混凝土的收縮率越大,因為混凝土的干縮主要產生于水泥漿的干縮,水泥漿越少,混凝土中骨料對干縮的制約作用越顯著。
其次,混凝土中水的蒸發引起混凝土的收縮,水灰比越大水泥漿越稀,收縮率越大開裂的可能性也越大。同時減少用水量和水泥量對于改善干縮、提高混凝土的抗裂更為有效,但應在正確的方法指導下采用,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、骨料顆粒級配不良都會造成混凝土收縮增大,從而誘導裂縫的發生,骨料的密度大、級配好、彈性模量高、骨料粒徑大則可減少混凝土的收縮。外加劑和摻合料會影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變,從而會對混凝土的開裂產生影響,摻有外加劑的混凝土干縮值較大,特別是初期干縮值較大。防止裂縫的有效方法是使用膨脹劑,混凝土初期膨脹,后期干縮值小,能有效控制裂縫的發生。
最后,混凝土中使用的鋼筋越多,產生的握裹力越強,從而約束了混凝土的變形,減少了收縮量,也防止了裂縫的產生。使用焊接鋼筋網,縱筋、箍筋布置合理,布置細而密的鋼筋能有效地防止裂縫。
3、施工工藝及養護的原因
首先,混凝土拌和不勻、拌和時間過長,運輸時間過長、運輸泵送時改變了配合比,澆筑順序不合理、速度太快等施工會改變混凝土的質量,降低混凝土的性能,引起澆筑后混凝土結構或構件的裂縫。現場振搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗抽撤過快,會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的發生。
其次,混凝土的養護可改變混凝土的水化反應速度,影響混凝土的強度。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長。則混凝土收縮越小。在養護的過程中必須嚴格控制混凝土的水化熱,對拌和好的混凝土進行預冷卻以降低溫度,使澆筑后混凝土的最高溫度與溫度梯度最小,外界對混凝土的約束最小。混凝土養護的目的是為了保證混凝土的正常凝結、硬化。混凝土養護時間過短,保持的濕度過低都會使得混凝土收縮變大,會引起裂縫。
最后,施工中,振搗棒直接擱在鋼筋上進行振動,鋼筋被擾動,同時使得澆筑完的混凝土過早受到振動,影響了鋼筋與混凝土的握裹作用,也影響了混凝土的均勻性與密實性。鋼筋保護層厚度不足,造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小,對混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風速過大或烈日暴曬的情況下施工,混凝土的收縮值大。大體積混凝土構件澆筑后,抹面的次數和保溫工作不到位,易產生表面收縮裂縫。
2 建筑施工中砼裂縫的控制措施
1、設計措施
增配構造筋提高抗裂性能,配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3~0.5%之間。避免結構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。易裂的邊緣部位應設置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征,合理設置后澆縫,在正常施工條件下,后澆縫間距20~30m,保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件,也可臨時根據具體情況作設計變更。
2、施工措施
嚴格控制混凝土原材料的的質量和技術標準,選用低水化熱水泥,粗細骨料的含泥量應盡量減少(1~1.5%以下)。細致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,減少混凝土的坍落度,合理摻加塑化劑和減少劑。澆筑時間盡量安排在夜間,最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設簡易遮陽裝置,或用濕麻袋覆蓋,必要時向骨料噴冷水。混凝土泵送時,在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。根據工程特點,可以利用混凝土后期強度,這樣可以減少用水量,減少水化熱和收縮。加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。混凝土盡可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上,混凝土的現場試塊強度不低于C5。采用兩次振搗技術,改善混凝土強度,提高抗裂性。根據具體工程特點,采用UEA補償收縮混凝土技術。對于高強混凝土,應盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰,摻量15%~50%。
3、具體措施
加強設計控制:梁板混凝土強度等級不宜大于C30;樓板應雙層雙向配筋,屋面、轉換層樓面配筋宜加強;樓板內管線應避免出現交叉(將交叉部位設置在梁或墻上);控制管線直徑,使其不超過板厚的20%且≤D25;重視房屋外圍護構件(外墻、屋面、門窗等)的保溫設計,若使房屋具有良好的保溫性能,不僅可大幅度降低房屋長期能耗,更是減少因溫差變形而引起裂縫的有效手段。
加強施工控制:采取有效固定措施(經計算高度的鋼筋撐腳,預埋管線時管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定)使預埋管布置在板中部;延長空載養護時間,減少早期荷載裂縫;并行走向管線間距應大于0.25m,在管線集中或交叉處設加強筋,并在上下部鋪放鋼絲網,寬度應大于管區100mm;控制施工期間及竣工后的門窗洞口風速,減少環境溫差和風速對結構的影響。
3 結束語
綜上所述,隨著建筑工程中砼結構應用越來越普遍,在施工中易出現大量的砼裂縫,嚴重影響了建筑物的使用安全。為確保建筑工程的質量,必須充分了解砼裂縫產生的原因,并做好各個環節的預防保護措施,采用合理的控制砼裂縫的方法,并加強施工質量管理,只有這樣才能降低砼裂縫出現的可能性,提高建筑工程的質量。
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