原创《建筑工程施工中混凝土裂缝的成因和分析》
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【摘 要】在众多的工程质量问题中,混凝土裂缝现象则更为突出,因此必须加强对建筑工程施工中混凝土裂缝成因与对策的研究.鉴于此,文章首先对建筑工程施工中混凝土裂缝的成因进行了分析,其次探讨了建筑工程施工中混凝土裂缝的预防对策,希望能为相关企业和人员提供一定的参考价值.
【关键词】建筑工程；混凝土；裂缝；成因；对策
在我国建筑工程项目施工中混凝土施工材料在整个建筑工程的施工中具有十分重要的作用,它是建筑工程项目施工中至为重要的一个环节,保证建筑工程混凝土施工材料的质量对提高我国建筑工程的整体施工质量具有很大的帮助.但是就我国目前的建筑工程施工而言,建筑企业在应用混凝土时存在着许多的问题,对其整体质量产生重要的影响.所以在这种背景下建筑企业在建筑工程施工中要有效的加强对建筑混凝土施工材料进行严格的管理和控制,针对混凝土产生裂缝的具体原因进行有效的控制.
1.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因
1.1 设计角度混凝土裂缝形成的因素
1.1.1 结构设计缺乏合理性
在开展建筑工程设计工作时,常常存在着结构设计不合理的现象,这就会导致混凝土裂缝问题.在对部分建筑工程进行设计时,由于设计人员自身的问题,可能会出现荷载值带入错误的问题,或是漏算某一位置的荷载数值,这就会导致建筑工程施工中某一位置的单位荷载与要求不符,进而引发混凝土裂缝问题.与此同时,在对建筑工程进行设计时,还常常存在设计构造不符合实际施工要求的情况,这种问题也会给建筑结构带来较多的隐患.此外,需要注意的是,部分设计人员由于缺乏现场施工经验,虽能够设计出较为合理的建筑工程结构,但却未对混凝土的性质与周边的环境和气候因素考虑明确,混凝土的线性膨胀问题,就成为了出现混凝土裂缝的另一成因.在建筑结构中,混凝土与砖体连接位置,就会由线性膨胀系数与变形值的差异性,而逐渐出现裂缝,而当裂缝存在后,经雨水的冲刷和渗漏,则会使裂缝进一步增大.
1.1.2 配比设计因素
在对混凝土的配合比进行设计时,如果设计人员所选择的砂、石、水泥等的型号与品种不合适,就可能会导致混凝土和易性不好,进而引发混凝土裂缝.另外,在混凝土设计配比中,若添加的水及水泥比重超高,则极易出现水泥和水的用量递增,水泥浆体的体积过大,此时,混凝土的收缩性则越大,出现裂缝的程度也就越高.
1.1.3 建筑顶部设计缺乏合理性
不管建筑工程的顶部做怎样的设计,都要满足结构力学上的要求.然而,目前许多建筑设计人员比较追求建筑的美观性,所以就常常会把建筑顶部设计成各种样式新颖与结构复杂的屋顶,这就会使得建筑顶部结构设计不合理,在对建筑屋顶进行混凝土浇筑后,并不能使屋顶的力学应力发挥出实际的作用,这也将最终导致建筑顶部与侧部墙面出现裂缝.且此类裂缝的成因还涉及到温度变形差问题,一旦出现温度与湿度的变化,则通过混凝土浇筑的建筑顶部则会产生裂缝.
1.2 施工阶段混凝土裂缝形成的因素
在建筑工程实际施工的过程中,由于大多数施工人员学历不高,缺乏一定的建筑专业知识,如施工人员在实际施工中存在认识与理解上的偏差；施工人员没有严格根据建筑工程的施工工序进行施工；在实际施工的过程中,没有精确核对建筑材料就将其应用到施工中.这些问题的存在都会对建筑工程的整体质量产生一定程度的影响.与此同时,在混凝土施工的过程中,许多施工人员并没有严格按照设计要求与施工工艺对混凝体内进行分层浇筑,在实际振捣的过程中,对钢筋较多的位置也没有进行密实性振捣.而且,在模板搭建时,未采用质量较好的模板材料,致使浇筑混凝土后,由混凝土的不断硬化而导致模板的形状改变或开裂.在模板的拆除时,若过早进行模板拆除或拆除方式措施,均会出现开裂现象.此外,在进行混凝土浇筑工序中,要明确浇筑需保持连续性,若混凝土的初凝速度大于浇筑速度,则会使混凝土浇筑后出现冷缝现象.并且,需要格外注意的是,当混凝土浇筑工序结束,应对此部分进行及时的养护操作,若养护不及时也会导致开裂现象的发生.
1.3 材料方面混凝土裂缝形成的因素
近年来,建筑行业得到了显著的发展,建筑工程项目的数量也不断增多,这就使得建筑材料的供应商呈现逐年递增的趋势,在这种情况下,就出现了建筑材料市场质量参差不齐的现象.这种现象的存在会严重影响到建筑工程的质量.具体表现为：第一,水泥参数不足.第二,其他化学成分或有害物质超标.如果存在这种情况,就会使得混凝土在浇筑之后出现结构性体积的变化,且此种情况对建筑工程的整体质量影响较为明显,若不进行及时有效的处理,则会造成混凝土裂缝的生成,甚至是结构的崩塌；第三,若采用的水泥材料超出自身保质期时间,则会由水泥的过期而导致其硬化强度降低,使水泥的强度标准和参数,无法满足设计与施工的需要；第四,若水泥长期置于湿度较为明显的环境下,也会使其强度受到影响,采用此种过期或受潮的水泥进行混凝土浇筑,则会出现明显的混凝土裂缝.
1.4 外界温度变化引发的裂缝问题
对于混凝土来说,其出现裂缝问题还与外界环境气温的变化有关.例如,当施工时的温度低于4℃时,水的密度就会增加,而当温度低于0℃时,水就会结冰.在这种情况下,混凝土就会出现膨胀的情况,从而导致混凝土的内部结构发生变化,并且还会出现一定的质量问题.另外,低温情况也会导致混凝土本身固化进程被延长,导致混凝土的设计强度很难达到需求,这也影响了整体质量的控制.而如果外界气温较高也会对混凝土的结构产生一定的影响,这时我们则可以选择加冰搅拌和预冷等方式,对浇筑温度进行控制,避免混凝土温度过高.
1.5 水泥水化热与混凝土收缩变形的影响
水泥水化会释放大量的热量,从而使得混凝土内部的热量增大,这是混凝土内部热量的主要来源.对于混凝土来说,由于其本身的结构断面比较厚,表面系数比较小,造成水化热不易得到快速的释放,这就会使混凝土内部温度急剧升高.另外,混凝土收缩变形也是混凝土裂缝产生的原因之一.混凝土中具有一定的含水量,在水泥水化当中,水分会出现蒸发,进而影响混凝土的整体体积,从而出现膨胀变形和收缩变形的问题.在水分蒸发的过程中,如果其中存在约束,那么产生收缩应力即可引起裂缝,而且还会随龄期的增加而发展.
1.6 外力荷载作用引起的裂缝
除了上述几种因素,外力荷载作用也会引发混凝土裂缝.混凝土裂缝之所以出现裂缝,主要与混凝土自身的抗拉强度有关；而裂缝的分布状态则与混凝土和钢筋之间的粘结强度、混凝土的厚度等因素有关；裂缝的宽度主要由裂缝的间距、混凝土和钢筋的相对滑移量、钢筋应力的大小以及荷载的长期作用等因素决定.构件承受不同性质的荷载作用,其裂缝形状也不同,通常裂缝方向大致是与主拉应力方向正交.
2.建筑工程施工中混凝土裂缝的预防对策
2.1 科学选用原材料
混凝土是建筑工程施工中的主要材料之一,其如果出现质量问题,就会影响整个工程的使用效果.因此,在实际的工作中,为了避免混凝土出现质量问题,减小其出现裂缝的几率,就要科学选用原材料.一般来说,混凝土的组成材料主要包括水泥、粗骨料、细骨料、外加剂以及掺合料等,在选择各原材料时,应根据工程建设的需求进行科学的选择与使用.在选择水泥时,应尽量选择等级较高的水泥,因为混凝土发生温度变化而导致体积变化的根源主要来自水泥水化所产生的热量；在对细骨料进行选择时,应尽量选择平均粒径较大且级配良好的中粗砂,其细度模数一般控制在2.5 到2.8 之间.因为这样选择就可以降低混凝土中水与水泥的用量,从而降低水化热量；在进行粗骨料选用时,一般在符合施工要求下,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子；在混凝土结构中,选择合适的外加剂和掺和料可以有效降低水化热和延缓拌和物的凝结速度,是提高工程质量的重要手段.
2.2 加强混凝土浇筑工艺控制
为了实现对混凝土裂缝的有效控制,就要加强混凝土浇筑工艺的控制.首先,在施工准备阶段,施工技术人员要计算出浇筑混凝土的温度、温度应力以及收缩应力,对混凝土施工过程中的升温最大峰值、内部温差与降温速率等进行确定,制定相应的控制措施；其次,在对混凝土进行浇筑时,应采用整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑的方式,以确保混凝土结构的整体性.在对混凝土进行浇筑的过程中,相关的试验检测人员要随时对混凝土的配合比、坍落度进行检查；最后,加强对混凝土结构进行养护,避免温差裂缝的产生,对己浇筑好的混凝土在终凝后及时做好浇水养护,一方面使混凝土有足够的湿度保持水化反应,另一方面,减少混凝土的内外温差,连续养护时间一般不少于14 天,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生.
2.3 合理选择施工方案
2.3.1 合理选择分层浇筑方案
在对混凝土进行浇筑前,应按照施工现场的平面尺寸、施工机械以及材料供应状况等,制定合理的分层浇筑方案,一般来说,常用的分层浇筑方案有全面分层、分段分层以及斜面分层.全面分层一般用于平面面积不太大的情况；分段分层在平面面积较大时较为适用；斜面分层适用于细条状的情况.
2.3.2 浇筑前降低混凝土材料温度
为降低混凝土内部的温度,在混凝土浇筑施工前,可采取措施降低混凝土材料的温度,如在输送混凝土的管体上铺设降温袋,并洒水降温,对现场拌制的混凝土可利用温度较低的水进行搅拌施工,粗骨料采用遮阳措施,尽可能降低混凝土的入模温度.
2.3.3 严格振捣及细致抹面
为了避免混凝土裂缝的产生,就要对振捣与抹面过程进行严格的控制.首先,对振捣施工的质量进行严格的控制.一般来说,振捣施工中所用振捣棒的移动距离应控制在0.4 米的范围内,振捣时间应在15 到30 分钟之间.为了提高混凝土结构的密实性,在初次振捣工作完成后,应隔20 ～ 30 分钟再次振捣；其次,在振捣工作完成后,混凝土发生终凝以前,为减少混凝土结构表面的收缩裂缝,应做好结构表面的抹面工作,通常采用长刮尺进行刮平施工,利用木蟹将表面抹平,完成第一遍抹面施工后,再对钢筋上部混凝土表面出现的收水裂缝进行处理,通过滚压的方法,消除出现的收水裂缝.
2.4 注重施工后的保养工作
在混凝土施工完毕后,需要开展有效的保养工作,这是降低混凝土裂缝产生的重要途径.其中,温度是影响混凝土质量的主要因素,所以要针对性的开展预防措施,具体措施如下：第一,对砂石等材料进行降温.砂石堆放在施工现场时,应对其进行遮盖,防止阳光直接照射砂石材料.另外,还要对砂石喷洒水雾或者选择冰水搅拌,以达到对砂石降温的目的；第二,对混凝土的温度进行严格的控制.对于浇筑的混凝土,也需要对其进行遮盖,对混凝土内部与外部的温度进行合理的控制,以免混凝土内外温差超过25℃；第三,混凝土施工需要做好保温和保湿工作,定期展开对混凝土的浇水工作,从而达到规避裂缝产生的目的,保障混凝土的整体质量；第四,拆模时间也会对混凝土造成不利影响,需要合理对拆模时间进行选择,按照混凝土的施工需求,选择适宜拆模时间.
结语：
总的来说,在建筑工程混凝土施工中常常会由于各种因素的影响导致裂缝的产生,进而影响到其使用性能.因此,相关人员应认真分析混凝土施工裂缝产生的原因,并在施工中采取合理的措施,避免混凝土施工裂缝的产生,提高建筑物的安全性.
混凝土裂缝论文参考资料：
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