建筑施工中混凝土裂缝的产生与控制-以慈东滨海区小区房为例

第-1-页共9页混凝土裂缝的成因与控制余凯峰摘要混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。依据相关文献，并总结了混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等1、前言混凝土裂缝是人们可以接受的一种材料特征，只是如何使有害程度控制在某一可以接受的范围之内。因为使用的混凝土是多种材料组成的一种混合体，且又是一种脆性材料，在受到温度、压力和外力的作用下，都有出现裂缝的可能性。混凝土结构裂缝在施工中产生的情况较为普遍，为避免有害裂缝的出现，确保工程质量，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制或减少裂缝，使结构裂缝的数量和宽度尽量减少减少。1.1工程概况小区房处于慈溪滨海区灵峰路和淡水泓二路交界处。房屋是3幢4层。全都采用屋面采用卷材防水，合理的排水系统和裂缝隙缝处理，加上全体工程施工人员专业的技术水平，优良的团队合作，使得公寓受到各业主的好评。实习期间我也有幸参与此工程屋面防水工程的施工，在那里向现场施工人员学习了许多专业知识，在现场人员的讲解与自己的操作中，获益匪浅。第2章施工前防止混凝土裂缝的出现与控制2.1浇混凝土时的准备在浇混凝土之前，施工单位应组织技术人员管理工作人员，分配好他们的任务让浇混凝土时有条不絮。这样能把混凝土裂缝出现几率减少，下面我来说说裂缝产生的原因和如何弥补。第-2-页共9页2.2裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制见图2.3设计原因1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。2.设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。5.设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。6.菏载收缩，使用环境温度变化，管线配置不当，保护层厚度不足，抗温度收缩配筋不足。2.4材料原因1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。2.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。裂缝处理环境施工地基结构材料第-3-页共9页3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。5.水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。2.5混凝土配合比设计原因1.设计中水泥等级或品种选用不当。2.配合比中水灰比(水胶比)过大。3.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。2.6施工及现场养护原因1.现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。2.拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长，易产生裂缝。3.连续浇筑时间过长，接茬处理不当，易产生裂缝。4.高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。5.对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。6.大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。7.现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。8.现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。第-4-页共9页9.现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成砼较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。2.7使用原因(外界因素)1.构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。2.野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。3.周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。4.意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。5.使用中短期或长期超载。6.结构构件各区域温度、湿度差异过大。第3章裂缝的控制措施3.1设计中的‘抗’与‘放’在建筑设计中应处理好构建中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是除于约束状态下的结构，没有足够的变性余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓‘放’就是结构完全处于自由变性无约束状态下，有足够变性余地时所采取的措施。3.2设计上要注意容易开裂部位根据调查，各类结构的易裂部位如下：1.框架机构和剪力墙结构房屋中的现浇混凝土楼板易裂部位(1)房屋平面体形有较大凹凸时，在凹凸交接处的楼板；(2)两端阳角处及山墙处的楼板；(3)房屋南面外墙设大面积玻璃窗时，与南向外墙相邻的楼板；第-5-页共9页(4)房屋顶层的屋面层。(5)与周梁、柱、墙等构件整浇且受约束较强的楼板；(6)楼板中有预埋管线时，洞的四角处；(7)楼板开距形洞时，洞的四角处；(8)设有后浇带的楼板，沿后浇带两侧部位。2.框架结构房屋中的框架梁在以下部位易出现裂缝(1)顶层纵向和横向框架梁的截面上部区域；(2)长度较长的端部或中部纵向框架梁；(3)横向框架梁截面中部。3.剪力墙结构房屋中在以往部位易出现裂缝(1)端山墙；(2)开间内纵墙；(3)顶层和底层墙体；(4)长度较大（＞10m）的墙。4.当冬季停工春季再继续施工时，地下室在以下部位易出现裂缝(1)地下室顶板；(2)地下室的窗上墙和窗下墙。对以上易出现裂缝的部位，目前在设计中通常采用了“放”、“抗”或“抗放结合”的控制裂缝措施，工程经验表明在于材料、施工等部位密切配合的情况下，可取得较好的效果。3.3重视构造钢筋在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择.3.4混凝土的养护1.养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人养护工作。第-6-页共9页2.混凝土浇注完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。3.浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。4.底版和楼板等平面结构构件，混凝土浇筑收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水份蒸发，混凝土硬化至可上人时，可揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。5.截面较大的柱子，宜用湿麻袋围裹喷水养护，或用塑料膜围裹自生养护，也可涂刷养护液。6.墙体混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度（1-3d）后，必须时应及时松动两侧模板，离缝约3-5mm,在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆除模板后，应在墙两侧挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面，连续喷水养护时间符合5.6.3条规定；地下室外墙宜尽早回填土。7.冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。8.当混凝土外加剂对养护有特殊要求时，应严格按其要求进行养护。3.5环境方面注意施工的季节，环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响，严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系，应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。第4章混凝土裂缝的处理方法4.1表面处理法表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏4.1.2填充法第-7-页共9页用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。4.1.3灌浆法此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。4.2结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。4.3混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。4.4电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。4.5仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合第5章结论第-8-页共9页5.1混凝土裂缝产生原因混凝土裂缝产生的原因主要有：设计方面存在断面突变、施加预应力不当、钢筋配置过少或过粗、未充分考虑混凝土构件的收缩变形、混凝土等级过高、菏载收缩的原因。材料选择方面存在粗细集料含泥量过大、骨料粒径太细、混凝土外加剂和掺和料选择不当、水泥品种原因、水泥等级及混凝土强度等级的原因。混凝土配合比设计方面存在水泥等级或品种选用不当、水灰比过大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比选择不当、混凝土膨胀剂掺量选择不当。施工及现场养护方面主要有混凝土振捣或插入不当、拌和不均匀、连续浇筑时间过长、现场养护措施不到位、现场模板拆除和预应力张拉不当等原因。5.2混凝土裂缝的控制措施混凝土裂缝的控制措施主要有：设计方面从设计中的抗与放相结合，避免结构断面突变带来应力集中、采用补偿收缩混凝土技术、重视构造钢筋等控制措施。材料选择从选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级和级配优良的砂、石原材料，积极采用掺合料和混凝土外加剂等控制措施。混凝土配合比设计从干缩率、坍落度、用水量、水泥用量、水胶比、砂率的配制，采用引气剂或引气减水剂等控制措施。施工方面从模板的安装及拆除，混凝土的制备、运输、浇筑和养护等进行控制。管理方面应当确定科学的控制裂