郭春嶺
河南省特種防腐有限公司
試析建筑施工中的砼裂縫控制
郭春嶺
河南省特種防腐有限公司
作為建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)存在的問題,裂縫的產(chǎn)生,不但會(huì)降低建筑物抗?jié)B能力,更會(huì)給建筑物的使用功能造成嚴(yán)重影響,進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋銹蝕、混凝土碳化,對(duì)建筑物承載力造成極大的影響,甚至危害到建筑物的使用性能與安全性。為此,施工單位必須分析建筑工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,做好預(yù)防工作,為建筑工程質(zhì)量提升提供強(qiáng)有力的保障。為此,本文主要對(duì)建筑工程施工中砼裂縫的概述、產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的預(yù)防性措施。
建筑施工;砼裂縫;成因;控制
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因
建筑設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫,主要表現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫;對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng),造成構(gòu)件的裂縫;構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫;未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形;采用的混凝土等級(jí)過高,造成用灰量過大,對(duì)收縮不利?;炷猎谟不^程中,由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小,產(chǎn)生收縮,而板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展,當(dāng)混凝土的收縮所引起板的約束應(yīng)力超過一定程度時(shí),必然引起現(xiàn)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?yàn)榛炷恋母煽s主要產(chǎn)生于水泥漿的干縮,水泥漿越少,混凝土中骨料對(duì)干縮的制約作用越顯著。
其次,混凝土中水的蒸發(fā)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(shí)減少用水量和水泥量對(duì)于改善干縮、提高混凝土的抗裂更為有效,但應(yīng)在正確的方法指導(dǎo)下采用,必須保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。
再次,粗細(xì)骨料含泥量過大、骨料顆粒級(jí)配不良都會(huì)造成混凝土收縮增大,從而誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生,骨料的密度大、級(jí)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(huì)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(huì)對(duì)混凝土的開裂產(chǎn)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(fā)生。
最后,混凝土中使用的鋼筋越多,產(chǎn)生的握裹力越強(qiáng),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(chǎn)生。使用焊接鋼筋網(wǎng),縱筋、箍筋布置合理,布置細(xì)而密的鋼筋能有效地防止裂縫。
3、施工工藝及養(yǎng)護(hù)的原因
首先,混凝土拌和不勻、拌和時(shí)間過長(zhǎng),運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)、運(yùn)輸泵送時(shí)改變了配合比,澆筑順序不合理、速度太快等施工會(huì)改變混凝土的質(zhì)量,降低混凝土的性能,引起澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫。現(xiàn)場(chǎng)振搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗抽撤過快,會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生。
其次,混凝土的養(yǎng)護(hù)可改變混凝土的水化反應(yīng)速度,影響混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)。則混凝土收縮越小。在養(yǎng)護(hù)的過程中必須嚴(yán)格控制混凝土的水化熱,對(duì)拌和好的混凝土進(jìn)行預(yù)冷卻以降低溫度,使?jié)仓蠡炷恋淖罡邷囟扰c溫度梯度最小,外界對(duì)混凝土的約束最小?;炷琉B(yǎng)護(hù)的目的是為了保證混凝土的正常凝結(jié)、硬化?;炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間過短,保持的濕度過低都會(huì)使得混凝土收縮變大,會(huì)引起裂縫。
最后,施工中,振搗棒直接擱在鋼筋上進(jìn)行振動(dòng),鋼筋被擾動(dòng),同時(shí)使得澆筑完的混凝土過早受到振動(dòng),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(shí)性。鋼筋保護(hù)層厚度不足,造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小,對(duì)混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風(fēng)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(gòu)件澆筑后,抹面的次數(shù)和保溫工作不到位,易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
1、設(shè)計(jì)措施
增配構(gòu)造筋提高抗裂性能,配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3~0.5%之間。避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。易裂的邊緣部位應(yīng)設(shè)置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征,合理設(shè)置后澆縫,在正常施工條件下,后澆縫間距20~30m,保留時(shí)間一般不小于60天。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件,也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。
2、施工措施
嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),選用低水化熱水泥,粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1~1.5%以下)。細(xì)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(shí)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(shí)要求在沙、石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽裝置,或用濕麻袋覆蓋,必要時(shí)向骨料噴冷水?;炷帘盟蜁r(shí),在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。根據(jù)工程特點(diǎn),可以利用混凝土后期強(qiáng)度,這樣可以減少用水量,減少水化熱和收縮。加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗,提高密實(shí)度?;炷帘M可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上,混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度不低于C5。采用兩次振搗技術(shù),改善混凝土強(qiáng)度,提高抗裂性。根據(jù)具體工程特點(diǎn),采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。對(duì)于高強(qiáng)混凝土,應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細(xì)礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑。通過試驗(yàn)摻入粉煤灰,摻量15%~50%。
3、具體措施
加強(qiáng)設(shè)計(jì)控制:梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30;樓板應(yīng)雙層雙向配筋,屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強(qiáng);樓板內(nèi)管線應(yīng)避免出現(xiàn)交叉(將交叉部位設(shè)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(hù)構(gòu)件(外墻、屋面、門窗等)的保溫設(shè)計(jì),若使房屋具有良好的保溫性能,不僅可大幅度降低房屋長(zhǎng)期能耗,更是減少因溫差變形而引起裂縫的有效手段。
加強(qiáng)施工控制:采取有效固定措施(經(jīng)計(jì)算高度的鋼筋撐腳,預(yù)埋管線時(shí)管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定)使預(yù)埋管布置在板中部;延長(zhǎng)空載養(yǎng)護(hù)時(shí)間,減少早期荷載裂縫;并行走向管線間距應(yīng)大于0.25m,在管線集中或交叉處設(shè)加強(qiáng)筋,并在上下部鋪放鋼絲網(wǎng),寬度應(yīng)大于管區(qū)100mm;控制施工期間及竣工后的門窗洞口風(fēng)速,減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
綜上所述,在建筑工程中混凝土材料得到了廣泛地應(yīng)用,在設(shè)計(jì)及施工等因素的影響下,不同程度的裂縫在己竣工的建筑工程中大量出現(xiàn)。這是建筑工程施工中最常見的質(zhì)量問題,這種問題的存在嚴(yán)重影響到了建筑物的質(zhì)量。在為確保建筑工程的質(zhì)量,必須充分了解砼裂縫產(chǎn)生的原因,并做好各個(gè)環(huán)節(jié)的預(yù)防保護(hù)措施,采用合理的控制砼裂縫的方法,并加強(qiáng)施工質(zhì)量管理,只有這樣才能降低砼裂縫出現(xiàn)的可能性,提高建筑工程的質(zhì)量。
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[3]李新林.建筑施工中砼及砌體裂縫產(chǎn)生原因與防治措施[N].陜西科技報(bào).2010-08-13