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【摘要】:随着城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展,混凝土成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度的裂缝。因此,有必要采取相应针对性预防措施,尽可能控制裂缝的产生,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
【关键词】:建筑;混凝土;结构裂缝;材料
【 abstract 】 : with the urbanization construction and modern engineering technology of booming development, concrete to the world of building structure is the most widely used one of the building materials. However, many concrete structure in construction and use process in different degrees of crack. Therefore, it is necessary to take corresponding measures targeted prophylaxis, as far as possible the cracking of the control, make buildings have good durability and structural stability.
【 key words 】 : building construction; Concrete; Structure crack; materials
中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:
近几年来,随着我国城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展,混凝土因其取材广泛,价格低廉等特点,成为使用极为广泛的建筑材料之一。然而,许多建筑混凝土结构在使用过程中出现了不同形式的裂缝。裂缝的出现不仅影响着建筑物的外观,还影响着建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,建筑混凝土结构裂缝的成因及其控制措施值得我们高度关注。
一、建筑混凝土结构裂缝的主要类型
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在终凝之前,因表面水分流失过快而产生的收缩。混凝土在凝结之前的强度是非常小的甚至没有强度。在这种零强度或弱强度的状态下,受高温或较大风力的影响,混凝土表面水分就可能快速流失,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积出现急剧收缩。在这种状态下,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩率也就相应增高。但是,由于此时的混凝土的强度很弱,无法抵抗自身的收缩,因此产生裂缝。所以,选用的水泥品种不同,混凝土的干缩、收缩的量也会有所差异。
(二)温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值就是内部温差;在这些温差中,较为主要是由水化热引起的内外温差。
(三)沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致沉陷裂缝。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30度到40度角方向发展。较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
二、建筑混凝土結构裂缝的形成原因分析
(一)设计不当引起的裂缝
我国的混凝土构件的设计规范都有结构或构件的抗力大于或等于作用效应的规定。设计者往往取抗力大于作用效应,甚至抗力等于作用效应。这样做无疑可在当时使混凝土结构的造价略有下降,节省了部分建设成本。但是,由于在设计时,设计者过多的关注经济成本,不重视结构的耐久性的,构件的尺寸大小,这就在一定程度上,使混凝土得强度有所降低,抗腐蚀和侵蚀的能力也相应地下降。加上施工偏差,使用管理不当等因素的影响,混凝土构件的使用寿命也受到较严重的影响。
(二)原材料质量引起的裂缝
水、砂、石、水泥等原材料选用质量不合格,从而引起混凝土出现裂缝。水泥生产商由于太过追求采用新工艺、新方法,以此希望生产出满足当前工程建设需要的高早强、优质新型水泥。但是也经常出现原材料的选用欠缺研究,原材料质量得不到有效保障的情况。水泥的异常凝结和异常膨胀,导致其安定性很差。在混凝土浇筑后达到一定的强度以前,在凝结硬化阶段会产生小裂缝。砂率偏大或细砂含量偏大,采用含泥量大的细砂配制的混凝土收缩大、抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。
(三)施工管理方面的漏洞
建筑在进行水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位过高或过低:位置过高时。极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线;更易因管线集中而产生裂缝。另外,从楼面混凝土浇完、收光直到施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素造成的过早地震动、荷载造成楼板混凝土内部受损开裂。
三、建筑混凝土结构裂缝的几点控制措施
(一)控制结构裂缝的原则
在设计上控制结构裂缝包括以下2个方面,一是控制结构是否出现(可见)裂缝,二是控制结构可能出现裂缝的宽度。前者在计算上可靠度较高,但在普通钢筋混凝土结构上难于实现。后者在计算上可靠度较低,但较容易在工程上实现。
为实现控制裂缝的目的,设计者首先应确定结构存在的能够造成开裂的主要因素,例如荷载条件、构件尺寸偏差、混凝土质量、构件边界约束条件等。目前,采用预应力技术是主动控制结构裂缝的有效方法,对结构施加预应力不但能够做到控制裂缝是否出现,也能够准确地预测结构上出现裂缝的可能最大宽度,并且在计算上有较高的可靠度。此外,预应力技术也是控制混凝土结构不出现可见裂缝的最有效措施。
(二)加强混凝土的早期养护
早期养护中的保温等措施对防止混凝土表面产生早期裂缝相当重要。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,使水泥水化作用顺利进行,避免混凝土受到不利的温度和湿度产生变形,进而达到防止冷缩和干缩,保证混凝土理想的强度和抗裂能力的效果。
因此,应当从温度应力等方面加强混凝土的早期养护。应该想办法使施工期内的混凝土最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度,减少新老混凝土间的温度差,以此防止混凝土过冷;应该控制混凝土内外的温度,防止混凝土表面形成温度梯度或较大温差,进而防止诱发混凝土表面裂缝。
(三)加强施工技术管理
应该严格遵守设计方案以及施工规范的要求,加强原材料的检验、试验工作,按要求指导施工。工作人员要在固定的时间进行检查并认真做好详细的监测记录。在对每一个环节的施工节点管理时,对施工时可能出现的情况予以充分考虑,并采取措施预防裂缝的产生。施工结束后应该围绕施工过程中技术的应用进行总结与评估,对建筑混凝土结构施工过程中产生的各种现象,进行认真分析、研究以及讨论,从而保证施工过程的安全和高效。
四、结语
综上所述,建筑混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的课题。随着施工工艺的改进,建材结构的发展,我国建筑工程迅速发展,混凝土用量也越来越大。在建筑施工过程中对混凝土结构质量的控制显得尤为重要。如何才能更有效地防止与控制建筑在设计与施工阶段的结构裂缝值得我们深思。因此,在建筑设计以及施工过程中,要有针对性地采取预防措施,层层把关。尽可能控制结构裂缝的出现;尽量减少裂缝的数量和宽度以确保工程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
【参考文献】:
[1] 孙仲成,建筑工程混凝土施工技术的论述[J],基建设施,2010年7月;
[2] 石宇翔,建筑结构裂缝及常见问题的处理[J],中国建筑工程,2010年11月;
[3] 魏建国,关于建筑物多种裂缝原因与措施探讨[J],建材与施工,2011年3月;
【关键词】:建筑;混凝土;结构裂缝;材料
【 abstract 】 : with the urbanization construction and modern engineering technology of booming development, concrete to the world of building structure is the most widely used one of the building materials. However, many concrete structure in construction and use process in different degrees of crack. Therefore, it is necessary to take corresponding measures targeted prophylaxis, as far as possible the cracking of the control, make buildings have good durability and structural stability.
【 key words 】 : building construction; Concrete; Structure crack; materials
中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:
近几年来,随着我国城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展,混凝土因其取材广泛,价格低廉等特点,成为使用极为广泛的建筑材料之一。然而,许多建筑混凝土结构在使用过程中出现了不同形式的裂缝。裂缝的出现不仅影响着建筑物的外观,还影响着建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,建筑混凝土结构裂缝的成因及其控制措施值得我们高度关注。
一、建筑混凝土结构裂缝的主要类型
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在终凝之前,因表面水分流失过快而产生的收缩。混凝土在凝结之前的强度是非常小的甚至没有强度。在这种零强度或弱强度的状态下,受高温或较大风力的影响,混凝土表面水分就可能快速流失,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积出现急剧收缩。在这种状态下,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩率也就相应增高。但是,由于此时的混凝土的强度很弱,无法抵抗自身的收缩,因此产生裂缝。所以,选用的水泥品种不同,混凝土的干缩、收缩的量也会有所差异。
(二)温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值就是内部温差;在这些温差中,较为主要是由水化热引起的内外温差。
(三)沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致沉陷裂缝。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30度到40度角方向发展。较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
二、建筑混凝土結构裂缝的形成原因分析
(一)设计不当引起的裂缝
我国的混凝土构件的设计规范都有结构或构件的抗力大于或等于作用效应的规定。设计者往往取抗力大于作用效应,甚至抗力等于作用效应。这样做无疑可在当时使混凝土结构的造价略有下降,节省了部分建设成本。但是,由于在设计时,设计者过多的关注经济成本,不重视结构的耐久性的,构件的尺寸大小,这就在一定程度上,使混凝土得强度有所降低,抗腐蚀和侵蚀的能力也相应地下降。加上施工偏差,使用管理不当等因素的影响,混凝土构件的使用寿命也受到较严重的影响。
(二)原材料质量引起的裂缝
水、砂、石、水泥等原材料选用质量不合格,从而引起混凝土出现裂缝。水泥生产商由于太过追求采用新工艺、新方法,以此希望生产出满足当前工程建设需要的高早强、优质新型水泥。但是也经常出现原材料的选用欠缺研究,原材料质量得不到有效保障的情况。水泥的异常凝结和异常膨胀,导致其安定性很差。在混凝土浇筑后达到一定的强度以前,在凝结硬化阶段会产生小裂缝。砂率偏大或细砂含量偏大,采用含泥量大的细砂配制的混凝土收缩大、抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。
(三)施工管理方面的漏洞
建筑在进行水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位过高或过低:位置过高时。极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线;更易因管线集中而产生裂缝。另外,从楼面混凝土浇完、收光直到施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素造成的过早地震动、荷载造成楼板混凝土内部受损开裂。
三、建筑混凝土结构裂缝的几点控制措施
(一)控制结构裂缝的原则
在设计上控制结构裂缝包括以下2个方面,一是控制结构是否出现(可见)裂缝,二是控制结构可能出现裂缝的宽度。前者在计算上可靠度较高,但在普通钢筋混凝土结构上难于实现。后者在计算上可靠度较低,但较容易在工程上实现。
为实现控制裂缝的目的,设计者首先应确定结构存在的能够造成开裂的主要因素,例如荷载条件、构件尺寸偏差、混凝土质量、构件边界约束条件等。目前,采用预应力技术是主动控制结构裂缝的有效方法,对结构施加预应力不但能够做到控制裂缝是否出现,也能够准确地预测结构上出现裂缝的可能最大宽度,并且在计算上有较高的可靠度。此外,预应力技术也是控制混凝土结构不出现可见裂缝的最有效措施。
(二)加强混凝土的早期养护
早期养护中的保温等措施对防止混凝土表面产生早期裂缝相当重要。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,使水泥水化作用顺利进行,避免混凝土受到不利的温度和湿度产生变形,进而达到防止冷缩和干缩,保证混凝土理想的强度和抗裂能力的效果。
因此,应当从温度应力等方面加强混凝土的早期养护。应该想办法使施工期内的混凝土最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度,减少新老混凝土间的温度差,以此防止混凝土过冷;应该控制混凝土内外的温度,防止混凝土表面形成温度梯度或较大温差,进而防止诱发混凝土表面裂缝。
(三)加强施工技术管理
应该严格遵守设计方案以及施工规范的要求,加强原材料的检验、试验工作,按要求指导施工。工作人员要在固定的时间进行检查并认真做好详细的监测记录。在对每一个环节的施工节点管理时,对施工时可能出现的情况予以充分考虑,并采取措施预防裂缝的产生。施工结束后应该围绕施工过程中技术的应用进行总结与评估,对建筑混凝土结构施工过程中产生的各种现象,进行认真分析、研究以及讨论,从而保证施工过程的安全和高效。
四、结语
综上所述,建筑混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的课题。随着施工工艺的改进,建材结构的发展,我国建筑工程迅速发展,混凝土用量也越来越大。在建筑施工过程中对混凝土结构质量的控制显得尤为重要。如何才能更有效地防止与控制建筑在设计与施工阶段的结构裂缝值得我们深思。因此,在建筑设计以及施工过程中,要有针对性地采取预防措施,层层把关。尽可能控制结构裂缝的出现;尽量减少裂缝的数量和宽度以确保工程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
【参考文献】:
[1] 孙仲成,建筑工程混凝土施工技术的论述[J],基建设施,2010年7月;
[2] 石宇翔,建筑结构裂缝及常见问题的处理[J],中国建筑工程,2010年11月;
[3] 魏建国,关于建筑物多种裂缝原因与措施探讨[J],建材与施工,2011年3月;