工民建混凝土中裂縫產(chǎn)生的原因及對(duì)策

廣東省紅嶺集團(tuán)有限公司 許友凇

工民建混凝土中裂縫產(chǎn)生的原因及對(duì)策

廣東省紅嶺集團(tuán)有限公司 許友凇

隨著鋼筋混凝土材料性能的完善,混凝土材料在工業(yè)廠房、民用住宅等建筑中的應(yīng)用日益廣泛,得到了廣大用戶和建筑市場(chǎng)的認(rèn)可。但由于材料、設(shè)計(jì)、施工等原因,個(gè)別建筑工程中出現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)開裂的問題,給施工質(zhì)量造成了影響。本文針對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生現(xiàn)象分析其原因,探討控制和處理的對(duì)策,確保混凝土建筑的安全可靠。

混凝土裂縫材料設(shè)計(jì)施工措施

當(dāng)前工民建工程應(yīng)用中,鋼筋混凝土的材料性能日益完善,結(jié)構(gòu)施工水平不斷提高,人們對(duì)混凝土材料的依賴性不斷增長(zhǎng)。但也有許多建筑中出現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫,使人們注意到這一材料某種程度上的缺陷和薄弱,進(jìn)而引起了整個(gè)建筑行業(yè)的關(guān)注和重視。為了預(yù)防并控制混凝土結(jié)構(gòu)的有害裂縫產(chǎn)生,從工程施工的材料、結(jié)構(gòu)、工藝入手,分析混凝土開裂原因,并針對(duì)問題所在積極提出應(yīng)對(duì)策略,是建筑工程中要及時(shí)加以解決的重要課題。

一、混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

混凝土建筑產(chǎn)生裂縫包括兩個(gè)方面,一是結(jié)構(gòu)受到外部沖擊或直接應(yīng)力造成的破壞性開裂,出現(xiàn)概率較低。二是結(jié)構(gòu)受到外界環(huán)境因素變化影響導(dǎo)致的變形錯(cuò)位,使局部出現(xiàn)縫隙。我們主要從材料、設(shè)計(jì)、施工等方面對(duì)后者的產(chǎn)生來源進(jìn)行探索。

1.材料本身原因

通常硅酸鹽混凝土的抗壓強(qiáng)度較強(qiáng),但抗拉強(qiáng)度稍差。建筑上常用的鋼筋混凝土通過鋼筋的固結(jié)作用,提高了材料整體的抗拉強(qiáng)度,對(duì)抗外部受力,但它不能解決由于內(nèi)部成分變化導(dǎo)致的混凝土收縮。因此混凝土內(nèi)部過度收縮,是引起開裂的原因之一。

(1)混凝土的收縮機(jī)理取決于水泥干燥收縮的變化,當(dāng)材料內(nèi)部含水量降低,引起水泥自干燥時(shí),結(jié)構(gòu)中部水分的缺失會(huì)導(dǎo)致負(fù)壓產(chǎn)生,引起混凝土向內(nèi)部塌陷。高標(biāo)號(hào)水泥的表現(xiàn)尤為顯著,由于干燥變形導(dǎo)致的裂縫是較為普遍的現(xiàn)象。

(2)混凝土中水泥、骨料等材料的含量比例失調(diào),摻和材料的粉粒度過高,都會(huì)導(dǎo)致混凝土體積穩(wěn)定性越差,收縮變形嚴(yán)重,收縮應(yīng)力加大。在受到外界溫度變化影響時(shí),會(huì)產(chǎn)生超過許用極限的收縮變形,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。

(3)當(dāng)前混凝土中水泥和含砂量均有所提高,同時(shí)還要添加減水劑、促凝劑、緩凝劑、微膨脹劑等調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)速度和收縮時(shí)間的輔料。這些添加劑的加入量不恰當(dāng)會(huì)直接影響混凝土的質(zhì)量均勻性,導(dǎo)致不穩(wěn)定,出現(xiàn)局部開裂。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)漏洞

目前人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則中,往往比較重視建筑功能的實(shí)現(xiàn),對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、材料變形協(xié)調(diào)、應(yīng)力集中薄弱點(diǎn)等問題的忽視,導(dǎo)致了設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算準(zhǔn)則的偏差,為今后建筑物的安全使用埋下了隱患。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮結(jié)構(gòu)模型符合實(shí)際工程需要,采取科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)選型,保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫寬度小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的最高等級(jí)。對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)荷載裂縫的允許寬度限制條款中,僅僅考慮結(jié)構(gòu)安全的預(yù)留縫隙而忽視使用變形產(chǎn)生的開裂,也是結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生增多的原因之一。

3.施工過程因素

施工過程對(duì)裂縫的控制體現(xiàn)在充分尊重設(shè)計(jì)方案,參照結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)定,遵循施工規(guī)范操作。若施工單位未能領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖,擅自修改方案,或違規(guī)操作,也會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)不符合設(shè)計(jì)要求,其性能安全無法保障。

(1)施工工序混亂,違反建筑工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)安裝強(qiáng)度減弱,不能承載設(shè)計(jì)負(fù)荷。

(2)為節(jié)省材料成本,擅自減少混凝土和鋼筋使用量,對(duì)應(yīng)當(dāng)采取加強(qiáng)措施或補(bǔ)充配置的部分不予作為,造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足,安全性下降。

(3)在施工操作中,違反規(guī)范工藝,選擇錯(cuò)誤條件,如在不適當(dāng)?shù)奶鞖猸h(huán)境下進(jìn)行施工,未按照要求對(duì)澆注混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等行為,也可能導(dǎo)致材料質(zhì)量達(dá)不到要求,收縮開裂。

二、對(duì)混凝土裂縫控制和彌補(bǔ)的措施

從建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因來看,只有相應(yīng)地從材料、設(shè)計(jì)、施工等多方面來加以預(yù)防和控制,嚴(yán)把各個(gè)環(huán)節(jié),加強(qiáng)質(zhì)量管理,對(duì)施工過程嚴(yán)格要求,合理選擇后期處理手段,才能有效地將工程安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

(1)要確保選用商品混凝土的材料選型正確,盡量選用收縮量小均勻穩(wěn)定的標(biāo)號(hào),明確強(qiáng)度等級(jí),準(zhǔn)確調(diào)整水泥、骨料、粉粒和添加劑的配比,保證混凝土中各種材料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,且比例恰當(dāng)。注意避免采購與使用過程中雜質(zhì)的混入,并控制混凝土攪拌過程中的規(guī)范操作,從原材料角度使?jié)沧①|(zhì)量能夠得到保障。

(2)設(shè)計(jì)方案要求考慮周全,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取合理的配置,注意薄弱環(huán)節(jié)的加強(qiáng)措施。嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范,在滿足建筑性能要求的前提下保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠。對(duì)平板布局要求規(guī)則,減少凹凸及變形位置,盡量避免應(yīng)力集中。保證鋼筋配備密度、混凝土厚度、澆筑強(qiáng)度等,力求設(shè)計(jì)高于應(yīng)用極限,能夠滿足長(zhǎng)期應(yīng)用需求。在結(jié)構(gòu)布局中安排設(shè)置恰當(dāng)?shù)氖湛s縫隙,考慮到氣候和溫濕度變化導(dǎo)致的變形緩沖量。

(3)施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),參照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行,控制施工條件、時(shí)間、動(dòng)作的正規(guī)完備,對(duì)工程做到有效監(jiān)督,切實(shí)管理。

①嚴(yán)格控制混凝土施工的每個(gè)環(huán)節(jié),盡量避免人為因素對(duì)混凝土施工質(zhì)量的影響。杜絕偷工減料、篡改設(shè)計(jì)等行為,保證施工工作與設(shè)計(jì)方案結(jié)合緊密,實(shí)施準(zhǔn)確。

②嚴(yán)格控制混凝土使用前的調(diào)和比例,使攪拌灌料等操作符合規(guī)范。

③澆筑之前對(duì)基層和模板預(yù)先進(jìn)行噴水處理,使其均勻覆水,濕度恰當(dāng),適合澆筑操作進(jìn)行。

④混凝土澆灌后要注意養(yǎng)護(hù),最好派專人執(zhí)行,控制覆蓋保護(hù)膜的時(shí)間,保持混凝土最終凝固前的表面濕潤(rùn)。在高溫和大風(fēng)等惡劣天氣出現(xiàn)時(shí),要設(shè)置遮陽擋風(fēng)設(shè)施,調(diào)整空氣溫度和濕度變化,防止蒸發(fā)太快導(dǎo)致混凝土變形的拉應(yīng)力。

(4)對(duì)裂縫的補(bǔ)救處理

建筑混凝土的裂縫中,非結(jié)構(gòu)裂縫不影響承載能力,但影響結(jié)構(gòu)的耐久性。對(duì)裂縫進(jìn)行處理前,要首先判斷其危害性,是否影響結(jié)構(gòu)安全和使用功能,對(duì)有害建筑質(zhì)量的裂縫及時(shí)加以處理。發(fā)現(xiàn)裂縫產(chǎn)生后,要根據(jù)實(shí)際情況分析裂縫的危害,進(jìn)行靜載試驗(yàn)等手段判斷補(bǔ)救對(duì)策,選擇不同的彌補(bǔ)措施。對(duì)于嚴(yán)重威脅建筑安全質(zhì)量的開裂現(xiàn)象,有必要將結(jié)構(gòu)局部推倒重來,重新澆灌混凝土,防止不可估量的后果。對(duì)于已經(jīng)穩(wěn)定或發(fā)展趨勢(shì)不大,且對(duì)質(zhì)量安全影響有限的裂縫,可以采取表面磨平、填充灌漿、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等方法進(jìn)行后期補(bǔ)救,必要時(shí)還可以增設(shè)鋼筋網(wǎng)、輻射加強(qiáng)結(jié)構(gòu)板等,盡可能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

隨著城市建設(shè)工程的增多,以及混凝土在工民建工程建筑應(yīng)用中的普及,針對(duì)混凝土裂縫問題引發(fā)的安全隱患,要深入分析原因,積極探討預(yù)防、處理、控制、改善等有效措施,從建設(shè)施工各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)癥下藥,采取合理手段,提高技術(shù)水平,加強(qiáng)責(zé)任意識(shí),使建筑質(zhì)量安全可靠,為城市建設(shè)提供有力保障。

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