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浅谈建筑施工中的混凝土裂缝控制,浅谈水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施

点击: 126 次  来源:http://www.010zws.com 时间:2020-01-18

摘要:水利施工中,砼产生裂缝的原因会有很多种。一旦出现裂缝,水利工程的适用性和耐久性都会受到一定程度的影响,所以应该特别注意。文章重点分析了砼裂缝产生的原因,并对其防治措施进行了探讨,希望能够对水利工程工作提供帮助。

混凝土产生裂缝是工程建设中存在的质量通病,必须采取有效的技术措施控制裂缝,确保工程质量。本文对混凝土裂缝的成因进行分析,并根据工程实践,提出一些预防措施和处理方法。 一、裂缝分类 混凝土在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在骨料与水泥石粘结面或水泥石本身之间出现肉眼看不见的微观裂缝。这种微观裂缝的分布是不规则的,且不连贯,但在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况下,裂缝开始发展,并逐渐互相串通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝。 宏观裂缝主要可分为收缩裂缝、超载裂缝、沉降裂缝、龟裂裂缝、疏松裂缝等几种,此外还包括张拉、化学反应、冻胀等裂缝。 二、裂缝成因 砼的收缩。收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展则有可能引起机构物的开裂、变形甚至破坏。 温度应力。砼内的水泥在水化反应中发散出大量热量,使砼升温,并与外部气温形成一定温差,从而产生温度应力。其大小与温差有关,并直接影响到砼的开裂及裂缝宽度。 配筋不足。配筋间距大、配筋率小的砼结构开裂多,无筋砼比有筋砼开裂多。钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂。 砼材料及配合比。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。 养护条件。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。 施工质量。砼浇筑施工中,振捣不均匀,或是漏振、过振等情况,会造成砼离析、密实度差,降低结构的整体强度。砼内部气泡不能完全排除时,钢筋表面的气泡则会降低砼与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动,则水泥浆在钢筋周围密集,也将大大降低粘结力。

下面是本网给大家带来关于建筑施工中的混凝土裂缝控制,以供参考。

关键词:水利工程施工; 砼; 裂缝; 原因; 防治措施;

随着建筑工程中混凝土结构应用越来越普遍,在施工中出现了大量的混凝土裂缝,严重影响了建筑物的使用安全。本文对建筑工程混凝土裂缝产生的原因进行分析,探讨了防治的措施。

1 砼的内部结构组织存在的问题

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝。微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害,但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的裂缝。当混凝土裂缝的宽度超过规定的限值时,会影响建筑物和构件的适用性和耐久性,不仅有损外观形象,还会造成钢筋外露、腐蚀并减小建筑结构抵抗荷载的能力,降低建筑结构的整体性和刚度。

砼的结构组织包括水泥浆体、粗细骨料及孔隙,有三个层次分别是:宏观级是连续的、均质的、相同性质的;亚微观级是连续的、但不均匀,性质不同的;微观级是不连续的、不均匀的,由原子和分子的不连续质点。就现阶段而言,人们对亚微观级的分析和研究的投入力度是最大的,以此来研究砼结构。复杂性是砼结构的“天性”,很多问题会在形成中产生,多项实验已经充分证实了这一点。就算是浇筑良好的砼,也会有先天不足---存在大量微裂缝。出现这种情况的原因:1.1 干缩微裂缝砼的泌水作用。砼内部水分会受到振捣不密实的影响而阻止其溢出,水囊就会比较多的在骨料四周出现,待到砼干燥后,就形成了微裂缝,出现的部位集中在水泥浆和骨料的结合处,俗称“结合缝”.水泥浆的收缩。水泥浆在硬化中,砼的塑性收缩就在水分的蒸发下得以出现,砂浆的收缩受到粗骨料的影响,结合面就会进行微裂缝。越来越多的水分蒸发,使孔隙水中的毛细管表面张力发生变化,裂缝也会在毛细管收缩的情况下出现。水分的溢出。水分的变化是导致砼干缩的罪魁祸首,水硬化的过程中,实际上也是膨胀逐步发酵的阶段,水分会慢慢蒸发掉,进而使水泥石中的凝胶体越来越干燥,直到收缩、裂缝的最终形成,干缩程度如何在很大程度上受到砼用水量大小的影响,其水灰比越大,干缩率越大。除此之外,砼裂缝还受到水泥的品种、细度、砼的收热过程、掺和料的影响。1.2 温度热量会在砼的凝结硬化中出现,砼的内部温度也会有所上升。一般而言 500mm 的墙体,进行浇筑后的两到三天内,砼内部温度会呈现出一个抛物线式变化,即达到最高时渐渐滑落,时间上可能需要 10 天左右。温度升高的阶段,砼弹性的模量在一个较低的水平上,温度应力不大;而下降阶段,弹性模量就会有较为明显的变化,那就是变大,拉应力也在这种情况下变得大了起来,内外温差持续的扩大,促进了裂缝的形成。同时另一种情况也会促进裂缝的出现---因外部的温度不断上升,水分蒸发快而来。砼中水泥量、水泥类型、强度、厚度、模板材质、入模时的材料和大气温度都是影响砼温度的重要因素。综上所述,能够产生砼的微裂缝的原因是多方面的,有的是由一种原因引起的,还有的是多种原因综合作用而来,有的叠加会使裂缝的情况严重,有的会减轻。砼中骨料颗粒的形状、方位不是恒定的,是一个变化的过程,随机性比较强,受到多种因素的共同作用,砼内部的微裂缝形状、方位也存在一定的随机性,反映着砼力学性能的强度、弹性模量和泊松比等材料指标,基本都是一个统计值。微裂缝处于亚微观结构中,倘若不曾出现宏观裂缝,不会对砼的使用产生实质的影响,所以宏观裂缝就会因为对人们的视觉感受造成破坏而受到关注。

裂缝产生的形式和种类很多,要想控制解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。因此,探讨混凝土裂缝产生的原因和控制方法,对施工质量的控制很有益处。

2 砼产生宏观裂缝的因素

1建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析

2.1 收缩收缩是助推裂缝很重要的一个方面,产生的原因也各种各样,干缩是其中的一种。由于各方面因素的作用,处于外部的砼干缩的速度自然要快于内部,面积上也会比内部大,这样就形成了内外体积上的不均匀,砼表面就会受到很大的拉力作用。而砼的抗拉能力是比较弱的,硬化阶段更是降到最低。拉力过大时,砼就开裂。2.2 温度热胀冷缩是很多材料都会具有的一种性质,砼也不例外。水化热会在砼初凝时形成,自此砼的温度不断提高,这样降温时就极容易收缩,收缩到一定程度后,比如砼内外温度的差距比较大时,尤其是气温突然下降,砼内部就会产生膨胀,而外部却是收缩的状态,砼就会开裂。鉴于这种情况,为了最大限度的减少其发生的几率,一般将大体积砼的浇筑放在夜晚,有的水利工程为了防止砼内外温差大的情况,在浇筑砼重力坝时会采用循环水、分块浇筑等多种方式。2.3 约束砼内外体积变化被约束时就可能产生裂缝。比如砼墙体表面收缩受到内部或其他面的约束就很有可能产生裂缝。2.4 其他钢筋与砼的粘结力的大小也是促成砼裂缝不可忽视的一个重要方面。表面有螺纹的钢筋与砼的粘结力较大,进而使得其具有更加明显的抗裂性。钢筋会发生锈蚀主要是因为构件在不利环境的作用下,此时也会产生开裂。

1.1建筑结构设计的原因

3 防止砼裂缝的措施

建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝,主要表现在:结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝;构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;未充分考虑混凝土构件的收缩变形;采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展,当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂。

3.1 设计上采取措施要想有效的避免砼裂缝情况的发生,在设计时就要将各种问题做一个预测,要重视砼在硬化中由于温湿度的影响所带来的收缩,避免收缩时的约束。还要考虑到邻近构件在砼收缩的影响下出现的约束力。结构和截面形状也要恰当的挑选,应力最为密集的位置主要在尺寸变换大的洞口、转角,所以也是重点应该把握和控制的。针对砼的变形,一定量的抑制性会在钢筋中产生,钢筋表面与砼间的粘结力是主要的实现方式,两者之间成正比例的关系,不可忽视钢筋抗裂的作用。直径小、间距较密的的钢筋是比较好的材料,选择上应该注意。3.2 使用较小的水灰比砼的水灰比、收缩率和开裂的风险彼此之间是呈正比例的关系。所以适当的将用水量降低可以有效的避免裂缝的产生。至于大体积砼构件,水灰比小的碾压砼是最佳的选择对象。3.3 控制水泥用量在水灰比恒定的状态下,水泥含量和砼的干缩率是正相关的关系,这主要是由于水泥浆的干缩促成了砼的干缩,水泥浆越少,骨料对干缩的抑制作用越明显。如果将用水量和水泥量同时减少,更加有利于砼的抗裂性。3.4 加强养护砼的开裂也会受到养护不良的影响,砼的品质也会随之下降。所以砼的养护工作在一定程度上说是必须的也是必要的,养护的方法还必须科学合理,充分水化水泥,当水泥石中的晶体增多胶体减少,干缩也会相应减少。将养护时间适当的延长也有比较明显的效果。3.5 关注温度变化 夏季时室内外温度比较高,砂石料进入搅拌机的温度应特别注意,不宜过高,可以采取一定的方法降温,遮阳和淋水等方式都可以作为应急预案。冬季的温度比较低,需要覆盖上必要的遮挡物,砼达到一定强度时再取下,这样做是为了大量的减少裂缝。3.6 其他措施在选择水泥的类型时,干缩小的是理想的对象,可以适当的添加一些外加剂以便减少砼的收缩,加入纤维材料也会收到很好的效果。

1.2混凝土材料的因素

4 结束语

首先,不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大,而粉煤灰水泥收缩值较小,快硬性水泥收缩大。一般来说,其水灰比不变,水泥用量越多,混凝土的收缩率越大,因为混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩,水泥浆越少,混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。

通过文章的分析,使我们了解到现阶段水利工程施工中砼裂缝产生原因是比较复杂的,也是比较难以把握的,要做到百分百的将其完全预防是很难的,我们能做到的是尽最大能力来减少其出现的几率,这就需要相关施工人员工作是要细致、认真,发现问题及时加以处理。但我们有理由相信,随着科学技术的不断发展,在不远的将来砼裂缝会得到充分的解决,水利工程建设会更加完善。

其次,混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩,水灰比越大水泥浆越稀,收缩率越大开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效,但应在正确的方法指导下采用,必须保证混凝土的设计强度要求。

参考文献:[1]朱永忠。船闸大体积砼裂缝防治技术措施[J].交通科技,2003。[2]方广友,高建华。高立山。浅析水利工程施工中生态工程的环境措施问题[J].大众科技,2005。[3]葛海龙,朱伟国。综论水利工程施工质量问题及质量控制措施[J].科技创新导报,2008。

再次,粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大,从而诱导裂缝的发生,骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变,从而会对混凝土的开裂产生影响,掺有外加剂的混凝土干缩值较大,特别是初期干缩值较大。防止裂缝的有效方法是使用膨胀剂,混凝土初期膨胀,后期干缩值小,能有效控制裂缝的发生。

最后,混凝土中使用的钢筋越多,产生的握裹力越强,从而约束了混凝土的变形,减少了收缩量,也防止了裂缝的产生。使用焊接钢筋网,纵筋、箍筋布置合理,布置细而密的钢筋能有效地防止裂缝。

1.3混凝土材料的配合比

集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大,或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时,混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后,多余的水分就残留在混凝土中,形成水泡或蒸发后形成气孔,减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面,在荷载作用下,可能在孔隙周围产生应力集中,使楼板表面出现裂缝,而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,拉力强度低,容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等。

1.4施工工艺及养护的原因

首先,混凝土拌和不匀、拌和时间过长,运输时间过长、运输泵送时改变了配合比,浇筑顺序不合理、速度太快等施工会改变混凝土的质量,降低混凝土的性能,引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣抽撤过快,会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的发生。

其次,混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度,影响混凝土的强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长。则混凝土收缩越小。在养护的过程中必须严格控制混凝土的水化热,对拌和好的混凝土进行预冷却以降低温度,使浇筑后混凝土的最高温度与温度梯度最小,外界对混凝土的约束最小。混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短,保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大,会引起裂缝。

最后,施工中,振捣棒直接搁在钢筋上进行振动,钢筋被扰动,同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动,影响了钢筋与混凝土的握裹作用,也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足,造成钢筋与混凝土的握裹作用减小,对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工,混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后,抹面的次数和保温工作不到位,易产生表面收缩裂缝。

2建筑施工中混凝土裂缝的防制措施

2.1做好施工前的设计和准备工作。

在建筑结构设计中,应处理好处于约束状态下的结构设计,当结构没有足够的变形余地时,在结构设计中合理配置构造钢筋,防止裂缝的产生;设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中,如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用构造配筋等加强措施;积极采用补偿收缩混凝土技术。

尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管予埋和模板封镶收头前应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。混凝土工人在浇筑时,对裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域,应铺设临时活动跳板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。

2.2注重混凝土原材料的选择和配比。

首先,混凝土中如果采用吸收率较大的骨料,干缩较大、骨料含泥量较多时,会增大混凝土的干缩性;骨料粒径较大、级配良好时,由于能减少混凝土中的水泥浆用量,所以混凝土干缩率较小。掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热,可降低混凝土单方用水量和水泥用量,还可减少混凝土自身体积收缩。同时,在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好,减少泌水现象发生、有利于混凝土表面处理。

其次,配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂,抑制碱骨料反应;正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。

最后,根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,控制砂的粒径及含量,减少空隙率以减少混凝土收缩量,提高混凝土抗裂强度。2.3强化混凝土浇捣工作的要求。

首先,浇捣时振动棒建议采用垂直振捣,行列式排列,做到快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。由于很多泵送混凝土的自由流淌,形成混凝土的分层浇筑。在振捣上一层时,应插入下一层中,以消除两层中间的接缝,上一层混凝土的自然形成厚度不能超过振动棒长的1.25倍。混凝土的振捣时间不宜过长,一般为8s~10s,以防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。混凝土浇到面层时,表面应抹平压实,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡,以提高混凝土的密实度。

其次,浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。避免在雨中或大风中浇灌混凝土;对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。支摸板时要保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。

最后,严禁混凝土散落在尚未浇筑的部位,以免形成潜在的冷缝或薄弱点。混凝土浇到面层时,表面应抹平压实,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡,以提高混凝土的密实度。

2.4采取合理的养护措施。

首先,保温养护是混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇注块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力。可以降低混凝土浇注块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。

其次,适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度,从而减小温度应力,也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用,可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。混凝土浇灌过程中,如遇风雨天气,应搭设防雨彩条布进行遮盖,同时周边做好明沟排水工作,防止雨水流进基坑内,保证混凝土浇灌的连续性和施工质量。

最后,加强现浇板浇捣的养护工作。混凝土养护是整个施工过程中不可缺少的一个重要环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,这样既可减少因温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节,通过改善混凝土的质量并采取有效的浇注后的防治措施,混凝土的裂缝现象是可以避免的。