混凝土产生裂缝的原因及有效预防措施应用研究论文_成锋

混凝土产生裂缝的原因及有效预防措施应用研究论文_成锋

摘 要:当前我国经济快速发展,各种高层建筑、超高层建筑规模和数量也日益增多,混凝土的用量也日益剧增,施工的技术、方案越来越成熟,但混凝土产生裂缝的情况还是普遍存在的,本文结合笔者多个施工单位实际项目经验,论述了混凝土裂缝产生的原因、有效预防措施,研究成果可为相关应用与研究提供参考。

关键词:混凝土;产生原因;预防措施

引言

随着我国改革开放,经济的快速发展,各种高层建筑、超高层建筑拔地而起,大型地下工程更加是随处可见。混凝土的用量也日益剧增,施工的技术、方案越来越成熟,但不可否认的是施工技术、方案越来越成熟的背后混凝土产生裂缝的情况还是普遍存在的,产生裂缝会影响混凝土的正常使用、影响建筑的使用寿命及美观,影响人们的生活及安全,比如房屋的倾斜、倒塌等。

1、混凝土概述

1.1 混凝土定义

什么是混凝土?现代社会混凝土以商品混凝土为代表,通常简称“砼”,简单的描述就是由水泥、砂石料、水及掺加矿物掺合料和多种化学外加剂按一定的比例经搅拌、成型、养护形成的混合料。用于住宅、厂房、桥梁等土木工程。

混凝土的掺合料包括粉煤灰、火山灰质材料、石灰石、磨细石英砂等等。

混凝土的外加剂常用的包括减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂等等

1.2 混凝土的优点

1) 就地取材:混凝土的砂石料一般都可由建筑所在地提供,水泥的产地在我国也比较广泛。

2) 耐久性好:混凝土构建中,钢筋被混凝土紧紧包裹不宜锈蚀,保证了结构的耐久性。

3) 整体性好:混凝土现浇结构具有良好的整体性,有利于抗震、抵抗风暴及冲击荷载。

4) 可模性好:混凝土构件可以根据工程需要制成各种形状的构件。

5) 耐火性好:混凝土属于不良传热体,当发生火灾的时候,可以保护好混凝土内部的钢筋不受温度变化而软化。

2混凝土裂缝的类型

混凝土其实是在规范范围以内允许有裂缝产生的,裂缝一般形式为上面宽,下面窄的形式。有时候楼板混凝土表面用肉眼看裂缝几乎看不出来,但用水养护的话,楼板表面及底板渗水痕迹非常清晰可见。

2.1 收缩引起的裂缝

在混凝土凝结前,混凝土表面因水分蒸发较快的原因引起收缩。

2.2 沉降不均匀引起的裂缝

混凝土地面的地基软硬不均匀,施工单位在基础施工过程中发现存在松土层,未夯实或加固处理,直接在松土层上施工,或者施工单位发现松土层,但未有效处理,进行混凝土浇筑,随着时间的推移,地基局部地方产生不均匀的沉降,造成开裂。冬季施工的时候,基础有冻土层的情况存在,施工单位直接在冻土上面施工,等天气变暖的时候,基础冻土层逐渐融化,基础与混凝土之间就会存在间隙,随着时间的推移,地面荷载的作用下,混凝土就会产生裂缝。

2.3 温度变化引起的裂缝

在混凝土硬化过程中,混凝土中的水泥产生大量水化热,混凝土内部不容易散发,导致混凝土内部温度过高,混凝土表面的温度散发比混凝土内部温度散发的快,这样形成了内外温度散发不均匀,混凝土表面就会产生裂缝,这种温度裂缝主要表现在大体积混凝土中。

3、造成混凝土裂缝的原因

3.1 设计造成混凝土裂缝的原因分析

3.1.1 设计师在设计的时候未考虑到混凝土在浇筑完成后,混凝土构件存在的收缩变形的情况,造成混凝土开裂。

3.1.2 设计的时候,混凝土的等级过高,水泥的用量较大,造成收缩不利。

3.1.3 设计的时候,混凝土构件当中,钢筋的用量计算错导致钢筋的型号、间距错误。

3.1.4 设计的时候,结构荷载不算或漏算。

3.1.5 混凝土构件预应力的变化。

3.2 原材料方面混凝土裂缝的原因分析

3.2.1 水泥体积安定性和强度影响混凝土质量及性能好坏最重要的原材料之一。施工单位在混凝土浇筑之前,根据设计、规范要求及各种水泥特性的不同,选择合适水泥,保证混凝土的质量的稳定性。水泥的质量直接影响混凝土强度的重要原因之一。混凝土强度达不到设计、规范要求,荷载作用下,产生裂缝。

3.2.2 砂是混凝土中重要的组成原材料之一,砂的细度及含泥量影响的混凝土的收缩性、强度等性能。合理的级配,可有效节约水泥,保证混凝土良好的和易性、耐久性。商品混凝土一般采用中粗砂。海沙一般不允许在建筑中使用。

3.2.3 石子是混凝土中重要的组成原材料之一,石子中的含泥量过大,混凝土中的水泥、砂、石子的粘合力不足,影响混凝土的抗拉强度,对混凝土的控制裂缝不利。

3.2.4 外加剂是商品混凝土的材料之一,外加剂的用量一定要按科学的比例添加。如外加剂不科学使用,直接影响水泥在混凝土中的作用,影响混凝土强度,导致开裂。

3.2.5 掺合料作为混凝土原材料的组成之一。不合格的掺合料容易导致混凝土的强度、耐久性、达不到设计要求,混凝土中的钢筋未能得到有效的防护,逐渐锈蚀,构件表面逐步产生裂缝,严重危害混凝土结构的使用年限。

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3.3 施工工艺造成混凝土裂缝的原因分析

在混凝土浇筑过程中,施工工艺的不合格,施工质量达不到要求,容易产生各种裂缝。

3.3.1 基坑软土层、积水、杂物处理不当,基底无法充分夯实和碾压密实,回填土含水量大或回填土不符合要求,导致后期浇筑地坪沉降不均匀产生裂缝。

3.3.2 混凝土浇筑过程中,操作人员随意踩踏已经绑扎好的上层钢筋,受力筋保护成达不到设计、规范要求,导致混凝土构件有效高度减少,在后续施工过程中荷载的作用下,逐渐产生裂缝。

3.3.3 商品混凝土运输过程中,运输时间长、产生离析现象,混凝土到达浇筑现场,没有搅拌均匀,直接浇筑混凝土,使得混凝土产生裂缝。

3.3.4 采用泵送混凝土时,现场施工人员,为了使混凝土浇筑方便、快捷,擅自改变混凝土塌落度,在混凝土运输车中直接加入水,导致混凝土的水灰比发生变化,混凝土的整体质量达不到设计、规范要求,在硬化过程中,产生裂缝。

3.3.5 混凝土浇筑过程中,混凝土浇筑人员马虎、大意,使得混凝土振捣不到位、不密实,出现蜂窝、空洞现象,未能起到保护钢筋的作用,后期使混凝土中的钢筋腐蚀,在荷载的作用下,逐渐产生裂缝。

3.3.6 大体积混凝土浇筑时,未正确有效的留置施工缝或收缩缝,混凝土随着气温的变化,产生收缩裂缝。

3.3.7 混凝土浇筑完成后,未加以有效的覆盖和浇水养护,混凝土表面暴露在空气当中,干燥速度加快,混凝土表面产生不规则的收缩裂缝。

3.3.8 混凝土浇筑完成后,拆模时间过早,混凝土强度没达到拆模标准值。

4、混凝土裂缝的预防措施

4.1、混凝土原材料方面的预防措施

混凝土的配合比应根据设计、规范要求,由具有资质的试验室进行计算,控制好水灰比、砂率不能过大,并经试配、调整后确认。

4.1.1 水泥:应选用正规厂家生产的水泥,尽量采用水化热比较小的水泥,水泥的品种具有保水性能好、泌水性好。水泥的用量及强度满足设计图纸要求。

4.1.2 砂石料:宜选用粒形良好,地质坚硬的碎石及地质坚硬的天然砂或者机制砂。砂石料的含泥量指标应符合设计规范要求。

4.1.3 水:未经过处理的海水禁止用于混凝土,使用的水应洁净,不含油脂及异味。

4.1.4 掺合料的品种和等级应根据设计要求、施工要求及工程所在环境条件确定,并应符合国家有关标准的规定,其用量应通过具有资质的试验室进行试验确定。

4.1.5 外加剂的使用应通过具有资质的试验室试验及技术经济比较确定。使用的量符合设计规范要求,外加剂应与水泥相互适应才能使用。比如科学合理的使用减水剂,可以提高混凝土的流动性、强度、耐久性。

4.2、混凝土施工工艺的预防措施

4.2.1 混凝土浇筑之前,技术人员对操作人员进行技术交底,并提交浇筑申请单,监理工程师并对现场的模板、支撑、钢筋、预埋件验收,做好隐蔽工程验收,才能浇筑混凝土。

4.2.2 在搅拌混凝土时候,根据设计、规范要求,可以适量的加入微膨胀剂或膨胀水泥,减少混凝土的收缩变形。

4.2.3 采用泵送商品混凝土时,搅拌运输车运送混凝土不应发生离析、分层现象,否则应该在浇筑前搅拌均匀后,方可浇筑,确保混凝土在初凝前运至现场并浇筑完成。禁止浇筑现场直接加水改变混凝土的流动性

4.2.4 浇筑混凝土应连续浇筑,如需要间歇浇筑时,应在混凝土初凝时间前,将混凝土浇筑完成。

4.2.5 混凝土大面积浇筑时,应设置后浇带,便于混凝土散热、收缩,采用二次抹面工艺,减少混凝土收缩裂缝

4.2.6 混凝土宜分层浇筑,分层振捣,不宜产生蜂窝、麻面、空洞,有利于混凝土密实、均匀,提高混凝土的抗压强度,使得混凝土抗裂性得到加强。

4.2.7 混凝土浇筑完毕后应在12小时以内进行养护,养护期间,需保持混凝土表面处于湿润状态。养护用水应与符合规范要求,未经处理的生活、工业污水不得用于混凝土养护。养护时间至少28天。

4.2.8 拆模的时间符合混凝土强度设计、规范要求,拆模顺序必须按施工技术方案确定顺序,一般是先侧板,后底板;先拆非承重部分,后拆承重部分。拆除侧板时,混凝土的菱角不应受到损坏,不能使用蛮力拆除。

5、结论与建议

综合所述,混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要勘察、设计、监理、建设、施工等几个部门的联合管理,合格的材料、优秀的施工人员、正确的施工工艺、完善的养护措施,会使混凝土开裂得到有效的控制。

参考文献:

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[4]王欣海.我谈钢筋在混凝土浇筑过程中位移的有效控制.会议论文.2012全国水泥企业节煤节电新技术交流大会.2012-09-01

论文作者:成锋

论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期

论文发表时间:2020/4/27

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