陶宗友
(四川上乙建筑工程有限公司 四川成都 610000)
混凝土結構建筑出現(xiàn)后,由于其建造簡單,節(jié)時節(jié)力,堅固牢靠,隔音環(huán)保等優(yōu)點,建筑公司和施工單位將其快速推向使用頂峰,但由于建筑設計中審美的需要和建筑單位資金的限制,即在建設時對建筑外形和工期有了要求,使得建造結構師想方設法采取手段去滿足這些要求,而由于條件和技術的缺乏,使的很多建筑物在建造和使用過程中裂縫問題屢見不鮮,尤其是高層建筑樓板的裂縫。
由于混凝土早期凝結時水分流失過快,導致混凝土結構產生收縮,大部分是由于環(huán)境因素引起的,比如溫度較高,氣候干燥,這種收縮使建筑物表面具有一定特點,中間寬,兩邊窄,且形成的裂縫長短不一。
受溫度影響較大,熱脹冷縮導致混凝土建筑物結構變形,體積發(fā)生變化,進而產生裂縫,通常這種裂縫沒有具體的特征,長短,大小都可能不同,對于工程質量影響較大。
當混凝土建筑物內部鋼筋被銹蝕后,會使內部體積發(fā)生膨脹,當累積到一定極限時,會撐開建筑物,使混凝土表面產生裂縫,這種裂縫如果不及時處理,會產生較大的安全隱患,如圖1所示。
混凝土是一種不均勻的脆質的建筑材料,在建筑和使用過程中,由于環(huán)境變化,如溫度,空氣濕度的變化,在加上空氣中各種物質對其氧化侵蝕的影響,混凝土內各種材料會產生不同程度體積、結構的變化,這些變化逐漸累積,就會使混凝土材料產生裂縫。以下是幾種常見裂縫形成原因:
圖1 鋼筋銹蝕后的裂縫
混凝土在凝結之前會因水分蒸發(fā)使材料產生收縮,這種情況多出現(xiàn)在新澆灌并且暴露在空氣中的表面結構上,當混凝土收縮超過一定的承受力,就會產生裂縫。
由于一些商人急于謀利的心態(tài),在澆灌混凝土時采用劣質的水泥、沙石和膠水,使得混凝土的凝聚力不夠強,抗拉能力下降,隨著時間的增長就會產生裂縫;另一種使用不合格指的是混凝土中各種成分比例使用不當,一些小型建筑企業(yè),在管理和監(jiān)督上不到位,施工時會因偷工減料造成材料比例失衡,也會形成裂縫。據實驗表明,在水量相同的情況下,水泥每增加10%,混凝土的收縮能力會增加5%;水泥用量不變時,每增加10%的水,混凝土的強度會下降20%。
混凝土裂縫是混凝土結構中常見的一類問題,它會降低建筑物的抗?jié)B能力,從而影響建筑物的使用情況,同時滲透會讓建筑中的鋼筋生銹,使其內部材料氧化,使建筑物的牢固力大大減弱,其承載能力也大大降低,因此必須要對其采取一定措施去處理這個問題。以下是幾點預防建議:
要注意一些容易開縫處,如高低跨處,深基,淺基等地方,有些因地基沉降和結構因素導致的問題在設計時就應注意并解決,同時對于混凝土結構中鋼筋、水泥的規(guī)格也要確定,如一般情況下,鋼筋越細,對于抗裂縫能力越強。
基于以上混凝土裂縫形成原因的分析可以知道,對于新澆灌的混凝土要注意其水分蒸發(fā),所以在模板拿去之后要注意鋪上一層“保護膜”,如草席或草簾便于澆水,這是防止混凝土結構出現(xiàn)裂縫的基礎,也是混凝土結構穩(wěn)定堅固的必要程序。而另一方面空氣的氧化和鋼筋的銹蝕需要加大混凝土的嚴密度,需要在混凝土的成分上考慮,注意水和水泥砂石的比例;除此之外,在混凝土表面加保護劑也是一種抗氧化的好方法,如噴聚合水泥,瀝青和環(huán)氧樹脂等防腐劑,減少堿骨料的使用,選取低堿骨料和質量上乘的水泥可以很好的預防裂縫的產生。圖2為混凝土養(yǎng)護現(xiàn)場。
圖2 混凝土養(yǎng)護現(xiàn)場
產生裂縫的很大一部分原因在于材料,因此對于施工質量的要求極為重要。
(1)混凝土材料入膜時的溫度:溫度過高會使水分蒸發(fā),所以在施工時注意夏季在攪拌材料里加冰水,粗骨料要加防曬布或草簾,并及時的潑冷水散溫,需要用的水泥要提前儲備,剛生產的水泥溫度較高,不能用于生產混凝土,且在夏季運輸?shù)臅r候要在運輸車廂外加保溫套,或對其不時澆灌冷水降溫,在澆灌時,也要注意遮擋陽光,防止冷氣散失過快。
(2)在混凝土材料中加膨脹劑:加入膨脹劑后可以有效緩解因失去水分而引起的收縮裂縫的產生,如加入UEA膨脹劑。
(3)采用二次壓抹技術:即在混凝土初步凝結之前在其表面進行二次涂抹,可以緩解水分流失而引起的裂縫,同時也能增加混凝土表面的密實程度,對后期混凝土的裂縫產生有防止作用。但要注意二次抹壓時間,不能在混凝土已經初次凝結之后再涂抹,這樣不會對混凝土內部產生凝結作用,自然不會對減少裂縫有幫助。
(4)加入摻合料和外加劑:加入這些既可以減少水泥的使用量,還有降低混凝土水化熱,提高混凝土的流動性和可泵性,改善混凝土的泌水性等優(yōu)點。
(5)粗骨料和細骨料的質量控制:應用級配好的、空隙小、總表面積小、強度高的粗骨料,這樣混凝土用沙漿和水泥的量就會減少,水化熱也會減小,其混凝土收縮裂縫也就會減少。細骨料最好使用級配好的中粗沙,同理,空隙和總表面積小使得沙漿和水泥用量減少,使混凝土裂縫減少。同時也要使用干凈的沙子,因含雜質的沙子會使水泥的使用量增大,從而產生收縮裂縫的幾率就會加大。
由于技術的局限性,現(xiàn)今有很多已經建設好的混凝土工程出現(xiàn)裂縫,拆除不符合經濟效益,只能對建筑物裂縫進行修理,保證混凝土建筑物的耐久性、安全性和美觀性,以下是幾點對于混凝土裂縫的處理措施:
即表面涂抹和在表面補貼材料的方法,前者是將漿料抹入較細小,深度不觸及內部鋼筋,不會收縮的縫隙,讓其自己滲入。后者用于修補大面積的裂縫,或者裂縫較多,呈蜂窩狀及漏水變形的裂縫。
是指在裂縫中利用機器壓力將膠水材質的漿料注入,硬化后和混凝土凝結成一個整體,從而達到填補縫隙的目的。常用的材料有水泥漿,環(huán)氧樹脂等,此方法要注意反復修補,效果較好,適用于大部分類型的縫隙,在一些較淺且縫隙較大時,不需用注漿法。
當混凝土縫隙較大時會產生安全隱患,因此必須采取加固的方法,如在混凝土結構外部固定鋼板,或在混凝土結構上增加支撐點,分散承載力。
當混凝土結構損壞嚴重時,可以將混凝土表面的泥漿鏟除,再利用二次按壓或灌注法進行修補,用新的混凝土或其他聚合材料,如水沙泥漿,聚合物混凝土等材料。
利用施加電場在介質中的電化學作用,減少鋼筋的腐蝕和泥漿中物質的氧化。既可以用于新建的混凝土材料,也可在填補有裂縫的混凝土材料時加入電解質,可以長期防止鋼筋鈍化,常見的有陰極保護法,堿性復原法,氯鹽提取法三種化學方法。
綜上所述,在現(xiàn)代混凝土結構工程施工過程中,裂縫問題一直影響著建筑的質量問題,首先在混凝土生產和施工過程中,要采取一定的措施來預防裂縫的產生,盡量使建筑在使用過程中不出現(xiàn)裂縫,提高施工工程的質量,其次在裂縫產生后要針對性的采取相應措施,對裂縫進行修補,確保沒有安全隱患存在,使建筑物具有良好的結構穩(wěn)定性和耐用性。同時結構設計師要注重實踐,在之前的案例上總結經驗教訓,及時解決裂縫產生的相關問題;建筑施工公司要加強工程質量的管理,避免出現(xiàn)“豆腐渣工程”,提高工程質量。
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