
施工过程中出现裂缝问题将导致混凝土结构的承载能力和整体质量受到不利影响。对此,建筑企业需要从实际施工情况出发,根据混凝土出现裂缝的具体原因来确定相应的对策,以增强自身处理裂缝等问题的能力,同时将业主方对整体规划建设提出的要求落到实处。
1、概述建筑工程混凝土裂缝的类型及裂缝处理的意义
1.1建筑工程混凝土裂缝类型
1.1.1收缩裂缝
收缩裂缝的影响因素比较多,包括干缩收缩裂缝和沉降收缩裂缝等。出现沉降收缩裂缝,主要是因为骨料密度的影响。在使用混凝土的过程中如果出现不均匀沉降问题,将会引发裂缝问题。出现塑性收缩裂缝,主要是因为混凝土在初始凝固之后将会发生失水问题,从而产生混凝土裂缝问题。收缩裂缝比较浅,主要是集中在表面。发生干缩收缩裂缝是因为混凝土中存在各种集料,因为变形程度的差异性造成裂缝。
1.1.2温度裂缝
发生温度裂缝是因为内外部温差引发的。温度裂缝发生频率比较高,分布情况具有不规范性。在混凝土浇筑阶段,结构应力变化具有不连续性,在供应力拐点部位很容易产生开裂问题。
1.1.3沉降裂缝
在地基结构施工中利用混凝土材料,施工单位没有夯实地基,在浇筑混凝土之后由于地基的不均匀沉降,从而引发裂缝问题。此外天气因素也会引发沉降裂缝,冬季沉降裂缝问题的发生率比较高,浇筑混凝土的过程中因为天气比较干燥,并且气温比较低,将会产生结晶,气温转暖之后会逐渐融化结晶,从而逐渐收缩混凝土体积,产生沉降裂缝。
1.2混凝土裂缝控制的意义
结合建筑工程的基本情况可以发现,接缝对建筑工程的影响相对较大,如果不对裂缝进行合理的控制,就会造成裂缝在相应原因的作用下不断变大,进而给混凝土带来影响,不利于混凝土施工安全。
为了降低裂缝的影响,在混凝土施工期间,需要做好混凝土裂缝的控制措施,从而降低裂缝的发生概率,避免各类安全隐患的发生,全面提升建筑工程的安全性和服务性。
另外,裂缝在建筑中对建筑的影响相对较大,甚至还会给建筑工程的服务能力带来影响,严重时会造成建筑工程出现严重的安全问题,不利于建筑工程的服务能力体现,所以,为了满足建筑工程的基本服务需求,需要在建筑工程施工期间,做好混凝土裂缝的控制,避免裂缝给施工和后续管理服务带来影响,所以,合理的裂缝控制能够确保混凝土的施工质量,也能使得施工的作用和价值得到体现,最终推动混凝土施工的合理利用。
2、混凝土裂缝的主要成因
2.1材料问题
施工材料质量不达标,不仅会影响各类材料的利用率,严重时还有可能对建筑工程各阶段的施工质量和安全造成一定影响。假如在建筑工程施工阶段,建筑企业未根据现场环境的变化情况来合理调配混凝土材料,或采用的原材料存在质量问题,不仅会影响混凝土在建筑工程施工中的效果,还容易引发裂缝问题。
2.2外力影响
建筑工程多为室外作业,因此更容易受到外力的干扰,进而出现各种问题或事故。例如,如果建筑工程施工过程中收缩缝设置不合理,那么当施工现场的混凝土结构骤然受到外力冲击或承载地基发生不均匀下沉时,主体结构就会出现各种裂缝问题,对建筑工程建设施工质量和结构稳定性造成巨大破坏,缩短建筑工程结构的实际使用寿命。
2.3温度变化
现场温度过高,混凝土结构可能会出现硬化问题,反之,混凝土结构则会出现凝结问题。因此,建筑企业应有效控制施工现场的温度,以防止混凝土结构表面的水分过度蒸发或遇冷凝结,进一步提升混凝土施工效果,降低裂缝问题发生的概率。
2.4人为影响
建筑工程在实际施工过程中往往涉及复杂操作,稍有不慎就有可能引发各种意外事故,如建筑企业不能及时对突发风险进行有效处理,将导致施工环节存在的隐患(如混凝土裂缝等)不断增多。此外,建筑工程施工人员的专业水平以及应急处理能力低下,也会造成建筑工程的施工效果和各部位结构的搭建质量越来越低。
2.5养护不足
完成混凝土结构的搭建后,建筑企业应按照施工项目的合理要求对混凝土结构进行有效养护。若在此过程中,建筑企业未充分考虑施工现场的环境特征以及温度、湿度等因素,或采取的养护模式不合理,不仅直接影响建筑工程的施工效果和混凝土结构的稳定性,还会导致混凝土结构出现裂缝等问题。
3、对上述问题的治理对策分析
3.1混凝土结构优化设计
从混凝土结构设计角度来看,为预防混凝土裂缝的形成,首先,正确处理结构抗裂性能与造型美观二者关系,禁止过度追求造型美观而采取错误设计措施,包括控制结构表面凹凸角度、承重板厚度。其次,结合工程情况准确计算混凝土结构的最小配筋率,根据计算结果,对初步设计方案中的配筋率进行调整,以此来改善混凝土抗裂性能。最后,针对建筑混凝土结构中的应力集中部位与结构承载力不均匀部位,额外设置混凝土后浇带,避免混凝土结构因地基沉降和自身收缩不均而形成有害裂缝。
3.2材料处理与配合比优化
首先,在材料处理方面,技术措施包括材料品种选择、材料质量检验与材料预处理。其中,材料品种选择措施为优先选择配置连续级配粗骨料材料、选用火山灰质硅酸盐水泥与矿渣硅酸盐水泥等水化热低的水泥品种、使用轻质凝灰岩配置的轻质混凝土,通过选用优质原材料来改善混凝土抗裂性能。材料质量检验措施为,在入场环节,对各批次原材料的规格品种、数量、砂石粒径、含泥量等进行检查,按规定随机抽取少量材料送至实验室检测,以及核查一次质检报告等相关文件,退回劣质材料,办理质量达标材料的入场验收手续。而材料预处理措施为,预先筛除砂石骨料等原材料中夹杂的腐殖土、枯枝树叶、泥沙等杂质,检测原材料含水率,对含水率不达标的材料进行翻晒晾干或洒水保湿处理,并将水泥材料放置在干燥环境中进行贮存。
同时,在冬季施工背景下,预先将拌和水加热至一定温度,搅拌前对室外放置的砂石材料进行多次筛选。而在混凝土搅拌完毕后,检查混凝土坍落度,重新搅拌离析散白的混凝土。其次,对混凝土配合比方案进行优化,根据以往施工经验来设定各类原材料用量,预先开展混凝土试拌作业,将试样送至实验室检测,对比分析检测报告与材料性能指标要求,在其基础上准确计算各类原材料的最佳用量值,调整配合比方案。同时,在混凝土中添加适量减水剂、缓凝剂等外加剂,以及掺入矿渣粉或是粉煤灰作为掺合料,用于改善混凝土物理性能。
3.3混凝土工艺过程控制
在混凝土施工期间,重点控制模板支设、混凝土浇筑、振捣、抹压环节的工艺质量,纠正不规范操作行为。
首先,在模板支设环节,开展模板结构与配套支撑系统的强度、稳定性以及刚度验算工作,根据验算结果来设定混凝土浇筑速度等工艺参数,对稳定性不达标的模板采取额外加固措施,如设置防倾覆临时固定措施,避免因模板倾斜失稳而形成裂缝。其次,在混凝土浇筑环节,预先检查混凝土坍落度与温度,将入模温度保持在55—28℃,如果所浇筑混凝土温度过高将会加大混凝土浇筑体温升度,最终形成温度裂缝。
同时,在现浇混凝土结构的几何体积较大时,采取分层、分段浇筑工艺,根据混凝土结构横截面积来设定分层厚度与分段面积,重点控制混凝土浇筑间隔时间,在下层混凝土初凝前,必须完成上层混凝土的浇筑、振捣作业,连续性完成混凝土现浇任务。再次,在混凝土振捣环节,同步开展混凝土浇筑和振捣作业,明确振捣顺序与方法,严格控制各振点留振时间,在混凝土表面无气泡持续冒出且无沉落现象后,拔出振捣器,前往下处振点进行振捣。而在混凝土一次振捣效果不佳时,应在混凝土初凝前一段时间开展二次振捣作业,从而改善内部结构、减少混凝土收缩量、提高混凝土强度与抗渗性能。
最后,在混凝土抹压环节,在一般施工情况下,仅在混凝土振捣完毕后开展一次抹压作业,使用木抹子等工具将混凝土表面压实抹平,用于保证混凝土表面平整度,消除表面缺陷。但是,经过一次抹压后,
随着混凝土强度提高,容易在结构内部与表面形成大量微小裂缝,裂缝随时间推移而持续延伸扩展,最终形成肉眼可见的裂缝。
因此,需要采取二次法,在混凝土终凝前进行二次抹压,起到愈合混凝土裂缝、重组内部晶体、提高密实度的作用。
3.4做好混凝土养护工作
首先,在保湿养护期间,在混凝土表面覆盖塑料薄膜来控制失水速度,定期在混凝土表面淋洒水分抑或是喷涂养护液,以及控制养护环境湿度,确保混凝土处于潮湿环境中持续硬化,达到预期的极限拉伸强度,避免因失水速度过快而出现混凝土表面形成贯通状态毛细管网、自收缩量过大、丧失抗渗能力、水化热生成物堵塞毛细孔隙。
同时,在炎热高温与强风等恶劣气候中,在混凝土养护区域搭设挡风与遮阳设施,避免混凝土表面因环境温度过高和风速过大而加快失水速度。
其次,在保温养护期间,提前在混凝土浇筑区域设置感温探头与水管路,在混凝土凝结硬化期间,定期检测混凝土内部、表面与养护环境温度,以25℃作为混凝土内外温差的极限值,在实际温差临近25℃时采取循环冷却法,在预埋水管路中流入冷却水,调整冷却水流通速度来控制内部温度。
同时,在冬季施工背景下,则采取蒸汽养护法或蒸箱养护法,将养护环境温度维持在5℃及以上。
3.5保障材料质量
为避免建筑工程施工过程中出现结构裂缝等问题,建筑企业应在施工前期,根据建筑工程的整体建设情况进行合理选料,并在保障各类材料质量的情况下规范施工,以合理应对结构裂缝问题。
对此,建筑企业应结合工程项目建设和结构裂缝的处理要求,科学调配混凝土材料并使其达到最佳状态。为避免混凝土在运输过程中出现离析等意外情况,配制好的混凝土需要通过合适的方式运输至施工现场。
混凝土进场后,相关管理人员还应检测其性能指标是否合格。所有的混凝土全部通过检测后,方可投入使用,从而为建筑企业处理裂缝提供高质量的材料支持。
3.6混凝土裂缝处理
针对建筑工程建筑结构中已成型的混凝土裂缝,对裂缝宽度、深度加以测量,结合施工过程情况,准确判断混凝土裂缝类型及产生原因,针对性采取裂缝修补技术,主要技术包括仿生自愈、结构补强、表面处理、混凝土置换、灌浆嵌缝封堵和电化学防护法。
其中,仿生自愈法是在配合比方案中添加液芯纤维等成分,使得混凝土具备自愈合能力,在形成裂缝时,持续分泌液芯纤维对裂缝进行修补。
结构补强法是采取锚固补强、断面补强等方法对裂缝形成时间较长的混凝土体进行处理,用于提高混凝土结构强度。
表面处理法是在混凝土裂缝部位表面涂刷浆材与粘贴土工膜,多用于处理细微裂缝。混凝土置换法是剔除裂缝部位松散混凝土,在裂缝处重新涂刷新搅拌混凝土材料或水泥砂浆。
3.7合理控制温度
建筑企业需有效控制施工现场的温度、湿度等环境因素,为混凝土调配、搅拌和施工提供最佳环境,以充分发挥各种原材料的作用,有效解决混凝土裂缝等问题。
另外,建筑企业还应在混凝土浇筑作业时做好降温准备,避免因实际温度过高而引发裂缝等质量问题;在混凝土硬化过程中也要合理控温,尽量保证混凝土表面水分含量和凝结速度达到理想状态。
4、结束语
综上,对于建筑工程施工过程中常见的混凝土结构裂缝问题,建筑企业则应制定针对性措施,并积极应用先进的技术对其进行有效处理,以避免混凝土结构的质量问题持续恶化,切实保障混凝土结构的质量和承载能力。
此外,建筑企业应按照建筑工程施工要求,及时升级裂缝处理技术,不断提高施工人员、技术人员的专业水平和综合素质,为处理建筑工程施工裂缝提供支持。
内容来源:混凝土规范
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