建筑工程中混凝土施工裂縫成因及控制措施分析

靳修云 周墨

摘 要：混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過(guò)程中不同程度的不同形式的裂縫將對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成潛在的威脅?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫會(huì)使大氣中的二氧化碳滲透到混凝土中，加速混凝土的碳化，使鋼筋腐蝕的時(shí)間提前得多。如果混凝土出現(xiàn)裂縫，相應(yīng)的化學(xué)介質(zhì)、電化學(xué)反應(yīng)，水分子就會(huì)相應(yīng)地進(jìn)入裂縫，在鋼筋表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而縮短鋼筋的使用壽命。此外，可見(jiàn)的裂縫也會(huì)影響建筑物的外觀和使用，造成不安全感。因此在建筑工程施工中需要特別注意裂縫，同時(shí)也應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)裂縫，并盡可能提前進(jìn)行科學(xué)的控制和預(yù)防。

關(guān)鍵詞：建筑施工;裂縫;成因;控制

0.引言

混凝土以其材料簡(jiǎn)單、耐久性好、可成型、完整性好、維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各種建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。裂縫控制技術(shù)是建筑施工中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一.分析裂縫產(chǎn)生的原因是控制裂縫的基礎(chǔ)，了解裂縫的形成機(jī)理，從而采取有效的控制措施。本文就施工中控制裂縫的有效措施進(jìn)行了探討。

1.建筑施工中裂縫成因分析

混凝土裂縫主要是指結(jié)構(gòu)裂縫，尤其是指在澆筑混凝土板中出現(xiàn)的板縫、混凝土框架裂縫和混凝土剪力墻裂縫，這些都是混凝土結(jié)構(gòu)中質(zhì)量頑癥。

1.1沉降作用產(chǎn)生的裂縫

砌體或高層建筑容易產(chǎn)生沉降裂縫。因?yàn)樵谶@種建筑物的地基上，由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大，容易產(chǎn)生不均勻沉降，容易產(chǎn)生裂縫。這種沉降裂縫往往長(zhǎng)度很大，甚至可能發(fā)展到第二層。如果地基承載力突然發(fā)生變化，裂縫也會(huì)向下擴(kuò)展，如果裂縫嚴(yán)重，會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)建筑物。造成這種情況的主要原因是沒(méi)有采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒ɑ蛟O(shè)計(jì)不科學(xué)。

1.2收縮作用產(chǎn)生的裂縫

建筑物上經(jīng)常出現(xiàn)收縮裂縫，這些裂縫主要是由于混凝土表面和混凝土在硬化過(guò)程中由于過(guò)量的水分凝結(jié)而產(chǎn)生的，會(huì)造成混凝土構(gòu)件截面溫差，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件截面干縮產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象，從而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。此外，混凝土坍落程度對(duì)混凝土裂縫也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如果混凝土的坍塌程度較大，那么在實(shí)施振動(dòng)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生砂漿層和水泥浮漿層，由于兩層水泥的收縮較強(qiáng)，而混凝土在模壓硬化過(guò)程中，水分的分布會(huì)使混凝土體積減小，從而在混凝土中產(chǎn)生裂縫。

1.3溫度應(yīng)力引起墻體裂縫

如果建筑結(jié)構(gòu)不受任何因素的約束，并能隨著周?chē)鷾囟鹊淖兓冃?，則建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力。事實(shí)上，建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了額外的壓力。從線膨脹系數(shù)的角度來(lái)看，在相同溫差條件下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形遠(yuǎn)大于磚砌體的變形。因此，在建筑結(jié)構(gòu)中，當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度變化時(shí)，由鋼筋混凝土支撐的樓板（屋頂）和梁會(huì)與磚墻的收縮程度不同，這將導(dǎo)致這些連接相互作用，產(chǎn)生額外的應(yīng)力，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和裂縫。

1.4施工過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫

實(shí)施施工建筑中，工人的施工水平、機(jī)械的操作技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)施工操作的進(jìn)度等都會(huì)使得建筑上產(chǎn)生裂縫，稱(chēng)為施工裂縫。造成這種裂縫的原因有很多，主要有以下幾個(gè)：沒(méi)有按照規(guī)定設(shè)置管道、樓板的厚度未達(dá)要求、沒(méi)有合理的養(yǎng)護(hù)混凝土、澆注混凝土的方法和順序不對(duì)、混凝土強(qiáng)度不滿足要求、沒(méi)有妥善處理施工縫、鋼筋在澆注之前變形就很大、過(guò)早的將混凝土的模板拆除掉、澆注混凝土的速度太快、鋼筋的保護(hù)層過(guò)大、沒(méi)有在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的管理等等。

1.5鋼筋銹蝕和凍脹產(chǎn)生的裂縫

建筑鋼筋表面由混凝土保護(hù)，如果混凝土保護(hù)層質(zhì)量較差或厚度較小，使鋼筋受到二氧化碳或氯化物侵蝕，使鋼筋周?chē)幕炷恋膒h值降低或氯離子含量偏高，從而破壞了鋼筋表面的氧化膜。在氧氣和水分參與作用下，鋼筋中的鐵離子發(fā)生銹蝕反應(yīng)，使得鋼筋的體積增大了2至4倍，因此混凝土將受到周?chē)摻畹匿P脹力，導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生縱向順筋裂縫。另外由于鋼筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋與混凝土的粘結(jié)力減弱，結(jié)構(gòu)承載力減小，導(dǎo)致不同形式的裂縫產(chǎn)生。

凍脹是由于大氣氣溫低于0℃時(shí)，混凝土中吸入了飽和的水被凍成冰，使得混凝土的體積膨脹9%，從而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，于此同時(shí)，在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布的狀態(tài)下，混凝土凝膠孔中的過(guò)冷水易引起滲透壓，再次加大了混凝土的膨脹力，降低了混凝土的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。受凍最嚴(yán)重時(shí)是混凝土初凝時(shí)，可使成形的混凝土強(qiáng)度降低30%至50%。

2.建筑施工裂縫的預(yù)防和控制措施

2.1設(shè)計(jì)過(guò)程中裂縫的預(yù)防和控制

1）對(duì)于溫度裂縫，要想采取有效的措施防止其產(chǎn)生，就要在設(shè)計(jì)階段著手預(yù)防。要盡量防止溫差的產(chǎn)生，從而防止溫度裂縫的產(chǎn)生。

2）在建筑中混凝土的強(qiáng)度越大產(chǎn)生收縮裂縫的可能性也就越大，而且這種裂縫還會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸變大。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用強(qiáng)度較低的混凝土，這樣才能有效的預(yù)防裂縫產(chǎn)生。對(duì)建筑中比較容易產(chǎn)生裂縫的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)按照要求配置一定的構(gòu)造鋼筋。

3）在建筑設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)極力避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非承重性的裂縫。在剛度相差較大的支座上，不能支撐墻體和樓面，避免建筑物出現(xiàn)局部較大的消弱現(xiàn)象，降低建筑物的平面體量。

2.2施工過(guò)程中裂縫的預(yù)防和控制

1）通過(guò)有效的安排施工順序，可以降低建筑物各構(gòu)件之間的應(yīng)力作用，進(jìn)而避免混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。

2）拌制混凝土?xí)r，應(yīng)在滿足混凝土強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，絕對(duì)用水量以及水泥的用量應(yīng)盡可能降低?；炷林械乃嗍Y(jié)硬化時(shí)，容易蒸發(fā)大量的水分。故降低混凝土拌合時(shí)的用水量，就可以降低混凝土的的水分蒸發(fā)量，進(jìn)而降低混凝土的收縮。因此，拌合混凝土的用水量在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制，如果條件允許，可以添加減水劑等外加劑。

3）注重混凝土的養(yǎng)護(hù);有關(guān)研究指出，若普通混凝土是在水中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)則可以有效避免收縮裂縫的產(chǎn)生。因此，在混凝土澆注結(jié)束以后，要盡快用草簾等進(jìn)行覆蓋并進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

2.3鋼筋銹蝕和凍脹裂縫的處理措施

防止鋼筋銹蝕，首先在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范來(lái)控制裂縫寬度。鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度不能太大也不能太小。厚度太大易減小構(gòu)件截面的有效高度，受力時(shí)裂縫寬度會(huì)加大;厚度太小就不能具有保護(hù)鋼筋的作用。其次，為防止氧氣和二氧化碳的侵入，在建筑施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，確保混凝土的密實(shí)性;另外要嚴(yán)格控制含氯化物外加劑的用量，尤其是在沿海地區(qū)、有腐蝕性強(qiáng)的空氣地區(qū)和有地下水的地區(qū)更應(yīng)嚴(yán)格控制。

溫度低于0℃和混凝土中被吸入了飽和的水是建筑發(fā)生凍脹裂縫的必要條件。因此在冬季施工時(shí)，為了保證混凝土在低溫或負(fù)溫的條件下正常硬化，通常采用暖棚法、蒸汽加熱法、地下蓄熱法、電氣加熱法養(yǎng)護(hù);或在混凝土攪拌用水中加入不含氯的防凍劑防止凍脹。

3.結(jié)語(yǔ)

一個(gè)完整的建筑項(xiàng)目施工過(guò)程，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)等各方面均有涉及，因此，設(shè)計(jì)的疏漏、施工的低劣、監(jiān)管的不力，有可能造成施工裂縫的出現(xiàn)。因此，在進(jìn)行的施工時(shí)，一定要重點(diǎn)注意，無(wú)論是建筑設(shè)計(jì)和建筑施工，一定要采取謹(jǐn)慎的態(tài)度，充分保障建筑施工的質(zhì)量，進(jìn)一步避免建筑裂縫的存在。

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