浅析钢筋混凝土建筑施工中裂缝的预防与控制

浅析钢筋混凝土建筑施工中裂缝的预防与控制

云南建投第一水利水电建设有限公司

摘要:随着我国经济实力的而不断提升,我国在建筑工程的建设当中对于混凝土的使用有了相当快速的发展,人们生活水平的提高也使得对建筑的质量有了更高的要求。本文就主要针对在钢筋混凝土建筑当中出现的裂缝进行一个探讨,并对施工和管理当中对裂缝的处理方法做了详细的研究与说明。

关键词:钢筋混凝土建筑;施工和管理;裂缝;处理方法

1、引言

在钢筋混凝土建筑的建设当中,混凝土开裂情况的增多使得我们必须要加强对裂缝的处理能力,不管是在建筑中出现何种裂缝,都将对构件产生直接的不利影响,还会影响到建筑结构的刚度与整体性,最终导致该建筑物达不到设计所要求的使用年限。

2、钢筋混凝土建筑中常见的混凝土裂缝及预防

在钢筋混凝土建筑当中,混凝土的收缩通常会造成裂缝的出现,其中,混凝土的收缩又包含有多种类型的收缩变形。具体的来讲,混凝土的收缩主要是因为温度的变化、化学的变化以及所处环境的温度等多个因素引起的混凝土体积的缩小。通常情况下,混凝土的收缩包括自收缩、干燥收缩、温度收缩、沉降收缩与塑性收缩、化学收缩等。

为了更直观的说明在钢筋混凝土建筑施工阶段出现混凝土裂缝的原因以及预防措施,现在以某一具体的钢筋混凝土建筑工程为例,内容为:对于一个已经完工的V标段的16联箱梁结构为基础,通过对这一结构中所出现裂缝的形式进行检测与分析,来探讨裂缝的处理方法。

其中,具体的检测方式为:先用肉眼对出现的混凝土裂缝进行直观的观察,然后再借助直尺或其他测量工具对该裂缝所涉及的长度与面积进行检查,之后再借助游标卡尺对该裂缝的实际宽度进行检查,最后可以选用红墨水滴定法对所出现的裂缝进行深度的检测。其中,在所出现的裂缝内部滴入适当的红墨水,在二十分钟之后,再顺着裂缝的方向用凿子等工具进行裂缝的凿除,使其呈现出“V”型的槽之后再利用尺子之类的测量工具对被红墨水浸透了的深度进行实际的测量,测量的结果便是裂缝的实际深度,这种方法就是红墨水滴定法。通过对该案例的研究分析发现,在房建工程的施工和管理当中出现混凝土裂缝的主要原因及预防措施如下。

2.1自收缩

在钢筋混凝土建筑工程当中,混凝土的自收缩指的是混凝土体系没有与外界发生水分的交换,而是由于水泥的水化消耗浆体内部自身的毛细孔水分引起了混凝土内部的干燥,干燥作用又引起了混凝土的宏观体积收缩。混凝土的自收缩主要是发生在混凝土的初凝之后,而这种自收缩将持续到混凝土凝结硬化之后的几周之内。

2.2干燥收缩

干燥收缩主要是由于混凝土在发生终凝之后,水泥石里面的凝胶孔、气孔以及毛细孔当中的水分得到了蒸发,干燥收缩的收缩量会随着龄期的增长不断增加。

2.3温度收缩

在混凝土发生硬化的初期,水泥会发生水化,进而释放出大量的热量,这些热量会使得混凝土中心的温度快速上升,但是混凝土表面以及边界的地方由于会受到外界低温度的影响,就会使得混凝土内部的温度散发不出来。正是这种内外的温差,使得混凝土表面出现收缩,收缩引起内部的约束,进而产生一个拉应力,当拉应力超过了混凝土抗拉强度的极限时,混凝土的表面就出现了裂缝。

2.4沉降收缩

在钢筋混凝土建筑结构浇筑完成之后,骨料密度相对不一样的水泥会在自身重力或者是在其他外力的作用之下,会产生不同程度的相对沉降,而这种沉降所造成的混凝土裂缝,就是沉降收缩。

2.5塑性收缩

在浇筑完混凝土之后,并且在混凝土发生初凝之前,混凝土的状态会继续保持塑性状态,这时,由于表面失水过快所产生剧烈的收缩,但该混凝土的抗拉强度不能抵抗由于蒸发收缩所造成的拉应力时,混凝土发生的收缩就是塑性收缩。一般情况下,塑性收缩裂缝比较浅,并且持续的时间也比较短。

2.6化学收缩

在水泥发生水化反应时,会引起混凝土体积的缩小,这种收缩就是混凝土的化学收缩。在混凝土当中加入的水泥用量越大,混凝土发生的化学收缩也就越大。另外,水泥当中所含铝酸三钙的量越高,混凝土的化学收缩也就越大。

2.7钢筋锈蚀裂缝

混凝土的保护层厚度不足的时候,,混凝土的保护层就会受到空气中所含二氧化碳的侵蚀进而发生炭化,直至钢筋炭化到钢筋表面,使得钢筋四周的混凝土碱度下降,或者是由于氯化物的介入,使得钢筋四周围的氯离子含量比较高,也可以使得钢筋表面出现氧化膜的破坏。侵入到混凝土当中的水分以及氧气会与钢筋当中的铁离子发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁的体积会增加至原来的两倍到四倍,进而对四周的混凝土产生一定的膨胀应力,导致了保护层混凝土的开裂与剥离,并沿着钢筋的纵向产生裂缝,还有斑斑锈迹渗透到混凝土的表面。在钢筋发生锈蚀之后,其有效的断面面积就会变小,钢筋与混凝土的握裹力就会大大削弱,使得整个结构的承载力不断下降。另外,还会诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋的锈蚀,最终使得结构遭到破坏。

3、不良施工作法对裂缝的影响

3.1配合比方面

在钢筋混凝土建筑施工的过程当中,出现水泥砂浆配合比当中的水泥比例过高、水泥质量不好、抹灰过厚等问题时,也会引起结构表面的开裂现象。通常情况下,该种裂缝主要产生在同种结构的墙体装饰层上。

3.2浇筑方面

混凝土当中水泥的用量越多,混凝土在泵送时的塌落度就越大,所以,在施工中就非常容易有混凝土裂缝的出现。为了防止混凝土在泵送过程中出现较大的塌落度,就要在浇筑混凝土之前认真的检查钢筋是否绑扎牢固。

3.3养护方面

在混凝土浇筑完毕之后,后期的养护做的不到位就会造成混凝土的强度不足,进而产生混凝土裂缝。因此,正确的养护也是有效的防止混凝土表面出现裂缝的一大关键。

另外,在混凝土振捣之后,停工时间过长就会使得混凝土长时间的暴露在空气当中,同样也会引起混凝土出现裂缝。所以,就要在停工之后对混凝土进行一定的保湿养护工作,还要尽量的避免混凝土的剧烈干燥,这样就能够有效的降低混凝土的收缩力度,从而使得混凝土有一个良好的硬化环境。

4、预防钢筋混凝土建筑施工中出现裂缝的手段

4.1预防混凝土的自收缩手段

防止钢筋混凝土建筑中出现混凝土的自收缩有多个措施,例如,可以在水泥浆体当中添加粉煤灰,这样做就可以非常有效的将水泥浆体的水化速度降到最慢,所以,可以在水胶比条件一样的情况之下,使用粉煤灰代替浆体当中部分的水泥,从而有效的增大早期的水灰比,进而防止混凝土出现自收缩。

4.2预防混凝土的干燥收缩手段

通常情况下,防止钢筋混凝土建筑当中出现干燥收缩的方法有:在施工之前,选择那些收缩量较小的水泥进行施工,以降低水泥的使用量;另外,还可以在水泥当中添加适量的膨胀剂、减水剂、减缩剂与掺合料等。

4.3预防混凝土的温度收缩手段

通常情况下,在钢筋混凝土建筑的施工中有效防止混凝土出现温度收缩的方法有:调整砂浆当中骨料级配,通过减少水泥用量的方法降低水化热。还可以在混凝土结构中预留温度收缩缝,也就是在混凝土浇筑完毕后,及时的用湿润的草垫等东西覆盖在其表面之上,以确保混凝土表面的冷却速度有效的降低。

4.4预防混凝土的沉降收缩手段

通常情况下,混凝土浇筑完毕之后会出现粗骨料的快速下沉,水泥砂浆在粗骨料之间继续沉降,并有部分的水分伴随着砂浆的沉降沿着毛细管向外挤出。这时,在混凝土出现泌水、沉降离析现象的时候,在混凝土当中掺加少量的硫酸盐,便可有效的防止混凝土出现沉降收缩。在出现泌水、沉降离析现象的时候,可以在混凝土中掺加少量的硫酸盐,这样就可以非常有效的防止混凝土沉降收缩的发生。

4.5预防混凝土的塑性收缩手段

防止混凝土出现塑性收缩的方法有很多,例如,在浇筑早期使用强度较高的水泥;减少水泥以及水的用量,并向砂浆中掺加一定的减水剂;还可以在混凝土浇筑之前将模板用水浇透,以保持模板良好的湿润度。

4.6使用配套的抗裂材料

4.6.1使用抗裂复合体系专用腻子

在抗裂复合体系中,水泥作为一项基本物在硬化形成强度的过程当中,由于水和水泥的水化作用形成新的水泥晶体,引起了收缩。同时,在早期又由于内部的自由水透过减压与蒸发而引起干缩。这些应力在某个瞬间超出了水泥基本的抗拉强度,于是,在水泥的内部开始引起微小的裂缝,这些微小的裂缝存在于混凝土内部的水泥凝胶体内部以及与骨料的局部接触面的地方。在这一阶段,微料带着少许的能量,非常容易被复合体系当中的特殊复合添加剂吸收掉,进而抑制了混凝土开裂的进程,同时,还提高了混凝土的断裂韧性,提高了整个建筑结构的抗拉强度。

4.6.2使用分隔缝专用腻子

分隔缝专用腻子是一种具有超强弹性的产品,主要是在分隔缝中进行填充作用,当板块之间发生了热胀冷缩等建筑位移的时候,可以在板块之间起到一定的缓冲作用。分隔缝专用腻子中采用的是进口高弹性高聚合物基弹性骨料,在加水进行拌合之前,整个体系是一个稳定的混合体,在加入拌合剂并搅拌均匀之后,体系中会发生适中的化学反应,反应生成一种分子结构非常小的凝结体。这种凝结体的生成使得分子间的聚合力大大增加,具有非常好的强度,并且具有非常小的透水率,具有极佳的弹性,柔韧性也好的惊人。

4.6.3摒弃装饰层挂耐碱玻璃纤维网

摒弃装饰层耐碱玻璃纤维网的主要原因是为了开发出MT800抗裂复合体系腻子,同时,更是因为在长期的施工与实践当中,我们发现,耐碱玻璃纤维网本身对裂缝的产生有一定程度的作用。从理论上来讲,耐碱玻璃纤维网在基层粘贴的时候是在一个平面上,但实际上,它会受到墙面平整度的影响。当墙体的平整度较差时,耐碱玻璃纤维网本身就不在一个平面上,这时,不仅不会增加抗裂缝的作用,相反的,由于耐碱玻璃网的粘贴国语拥挤而产生了新的高点,从而增加了建筑墙体出现裂缝的可能。

4.7及时处理钢筋的锈蚀

钢筋的锈蚀同样也会使得混凝土产生裂缝,要想防止由钢筋的锈蚀引起的裂缝,就要从设计的环节入手。比如说,要明确混凝土的保护层厚度,以免由于混凝土保护层过厚使得混凝土的有效高度不足,进而导致裂缝过宽;也不能出现混凝土厚度过薄的情况,因为混凝土厚度不够的话会出现钢筋暴露的问题,增加了钢筋的锈蚀。

5、钢筋混凝土建筑施工和管理中裂缝的处理方法

在钢筋混凝土建筑当中出现裂缝会给整个工程造成非常不利的影响,其中,最明显的一点就是会影响整个建筑结构的刚度与整体性,从而使混凝土内部的钢筋以及其他材料发生腐蚀,进而降低钢筋混凝土材料的抗渗能力、承载力以及抗疲劳能力,给整个建筑物的使用寿命、安全及外观造成一定的影响。所以,我们要根据裂缝的性质及实际的情况,对其进行及时的处理,在钢筋混凝土建筑施工和管理中对裂缝的处理方法主要有:混凝土置换法、嵌缝法与灌浆法、仿生自愈合法等等。

5.1混凝土置换法

混凝土置换法主要适用于建筑当中发生了严重损坏的地方,其具体的操作方法是将已经发生严重破坏的混凝土去掉,再利用砂浆、改性水泥砂浆、聚合物混凝土或者是一般的混凝土替换掉已经受到了严重破坏的混凝土。

5.2没有影响建筑承载能力的裂缝的处理方法

在钢筋混凝土建筑中不影响承载力的裂缝可以在其表面涂抹水泥浆或者是涂抹环氧基奥尼的方法,还可以在裂缝的表面上刷上油漆等防腐材料,以使该裂缝不会影响到建筑物。

5.3嵌缝法与灌浆法

嵌缝法与灌浆法主要适用的是那些在有防渗要求的钢筋混凝土建筑结构中出现的裂缝。

5.3.1嵌缝法

嵌缝法主要是顺着裂缝凿一个槽,然后再在槽中嵌入一些聚氯乙烯胶泥、塑料油膏等之类的塑性材料,或者是嵌入一些水泥砂浆等刚性止水材料以终止裂缝产生的不利影响。

5.3.2灌浆法

灌浆法主要是利用压力设备把水泥浆、环氧树脂以及甲基丙烯酸酯等胶结材料压入到所出现的裂缝当中,在裂缝填满这些材料并硬化之后就会形成一个有机的整体,进而停止或避免裂缝对建筑产生的一些危害。

5.4仿生自愈合法

在近几年处理裂缝的过程当中出现了一种新的方法,就是仿生自愈法。众所周知,在动物的骨骼或者是树木的枝干受到了外部的伤害时,受到伤害的部位就会自动的分泌出一种物质,从而使得受到伤害的部位得到愈合的技能,仿生自愈法就是模拟这种方式,进而实现混凝土裂缝的自愈合。

6、结束语

综上所述,钢筋混凝土建筑经常会出现混凝土裂缝,这就需要我们做好施工前与施工中的预防措施与防治措施,另外,在出现了裂缝之后要对其进行及时的分析与处理,避免裂缝给建筑物造成更大的危害。

参考文献:

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