工民建混凝土结构裂缝控制研究刘根

工民建混凝土结构裂缝控制研究刘根

机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州452477

摘要:混凝土在建筑结构设计中使用十分广泛,混凝土结构以及预应力混凝土结构技术快速发展,有关混凝土结构设计的基础理论在不断更新、完善。新的建筑材料,新的设计理念以及新的建筑工艺也在不断出现。混凝土作为建筑结构不可或缺的原材料,对其内部成分组成、力学特性、抗老化性能的研究是十分必要的。混凝土自身的结构成分导致其产生裂缝是不可避免的,建筑裂缝影响建筑的外观,更会导致建筑整体结构的受力分布发生变化,进而导致一些不可预知的后果,因此对混凝土结构裂缝成因进行分析并对其进行控制是十分有必要的。

关键词:混凝土结构;裂缝;控制措施

1混凝土建筑结构裂缝的成因

1.1混凝土质量因素

混凝土建筑结构裂缝的产生,很大程度上是由于混凝土材料自身质量的因素。事实证明,尽管水泥拌和之后,发生了一定的体积变化,材料内部水分的存在,会增加水泥材料的内部压力,导致混凝土体积干燥收缩。一般情况下,混凝土干燥收缩比例为0.05~0.07%,混凝土的干燥收缩,会影响混凝土结构受力情况,导致混凝土问题。另外,混凝土的使用中,水与水泥之间反应产生的热量,即水化热,正常情况下,水化热应当维持在170~255J/g之间,如果水泥占比过高,则水化热也会有所提升,水泥材料在散热的同时,其内部热量与外部热量的交换,会形成温度应力,改变混凝土的冷缩值,当冷缩值变化过大,超出混凝土的拉伸强度的最大值,就会导致混凝土结构裂缝产生。

1.2建筑结构设计不当

建筑工程施工中,混凝土结构设计不当,也会导致混凝土结构裂缝的产生,影响混凝土建筑质量与使用寿命,例如,混凝土结构构件截面设计不合理、混凝土梁跨度过高等。混凝土结构构件计算不当,会导致混凝土受力钢筋截面较小,当高度不足的情况下,截面板厚度不合理、配筋不当、节点设置不当等因素,都会影响混凝土结构构件质量,加快混凝土结构裂缝形成,影响建筑安全。

1.3温度变化原因

温度的变化会导致物体产生内应力,混凝土也不例外,在环境温度的变化下,混凝土内部出现了拉应力,当产生的拉应力大于混凝土内部材料的结合力时,就会导致混凝土开裂,因此,在建筑的整体结构设计中,若未能考虑实际情况,一些保温、隔热或者伸缩缝设置不合理,就会导致在温度变化下产生裂缝。

1.4施工方面原因

施工方面导致的裂缝有几点原因:①在实际施工过程中,施工人员的自身专业素质不足,在进行模板安装捆扎时,没有按照规章制度进行操作,导致模板没有安装到相应位置或者支撑模板的构件刚度不足,从而导致裂缝产生;②钢筋在混凝土中分布的位置不合理,导致钢筋不能发挥最大作用,而导致开裂发生;③混凝土在硬化之前承受较大载荷发生沉降或者施工单位为了赶工期,模板拆除过早,也会导致开裂发生。以上三种开裂都会对建筑结构的载荷分布产生影响,进而影响工程质量。

2控制混凝土结构裂缝的措施

2.1设计混凝土结构

(1)设计混凝土结构时,结构断面突变导致的应力集中应该尽量避免,采用相应的加强措施应该充分考虑到。(2)设计混凝土结构的“抗与放”。抗就是结构处在约束的状态下,变形的余地不足,以防混凝土裂缝出现,而采用的相应措施;放就是混凝土结构没有约束处,在完全自由的状态下,变形余地足够情况下,应该采用的相应措施。设计人员应该将“抗与放”灵活地进行结合,来将使用材料和结构方案进行选择。(3)在认识构造钢筋上应该重视。设计混凝土结构时,设计人员应该对配置构造钢筋加以重视,尤其是墙板和楼面等相关的薄壁构件,更应该重视选择构造钢筋的数量和直径。(4)针对于补偿混凝土收缩的技术应该积极地采用。在混凝土常见的裂缝中,有许多都是因为收缩混凝土而导致的。对收缩混凝土产生的裂缝进行解决,可以将膨胀剂掺杂到混凝土中,来对收缩混凝土进行补偿,通过实践,取得了很好的效果。(5)针对于大体积混凝土而言,在设计中,设计值最好采用2个月龄期的混凝土强度值,致使混凝土单方的用灰量减少,还要采用各类比较有效果的混凝土掺合料。

2.2设计混凝土配合和选择材料

选择的石原料和砂子要级配优良,含泥量与规范要求相符合。(1)根据混凝土结构要求,来对混凝土强度的等级和水泥的品种及等级进行选择,早强水泥尽可能避免使用。(2)应该正确掌握混凝土收缩补偿的技术运用方法。在应用膨胀剂上,不同品种和不同掺量起到膨胀的效果不同,必须要大量地进行试验,来将膨胀剂最佳的掺量进行确定。(3)混凝土外加剂和掺合料应该尽量采用。将混凝土第5、6大组份,作为外加剂和掺合料的目标,既能够降低水化热和水泥的用量,又能够将混凝土工作的性能改善,混凝土的成本降低。(4)设计配合比,应该将低用水量和低水灰比进行采用,从而使水泥的用量减少。设计配合比的人员,应该到工程施工的现场,结合工程施工现场的操作水平和浇捣工艺以及构件的截面等相关情况,将混凝土设计的坍落度合理地进行选择,结合现场石头和砂子的原材料质量,将施工的配合比及时地进行调整,协助施工现场将养护构件工作搞好。严格根据选定配合比进行施工,对混凝土进行配制时,计量必须要准确,水泥和水灰比的用量应该严格控制好,均匀地进行搅拌。(5)合理地构造模板,以防模板间变形,造成混凝土结构裂缝;支架和模板的刚度都要达到足够,以防施工受荷载作用,过大地变形模板而导致裂缝,拆模时机应该合理地进行掌握,过早或过晚都无法保证质量,尽量不要将混凝土水化的热峰值错过,也就是混凝土最佳的养护时机不要错过了。

2.3合理设置伸缩缝

在设计过程中,可以将整体建筑结构划分为几个独立的变形单元,在各单元之间设置沉降缝、伸缩缝等,能够解决基础不均匀沉降以及由于环境温度变化导致的内部应力问题。但是,有些时候伸缩缝或者沉降缝的设置是以牺牲建筑的使用功能为代价的,如果建筑的使用功能必须紧密的联系在一起,便不能设置伸缩缝。

2.4对建筑物设置后浇带

后浇带,应用于变形缝不能设置时,主要为了适应建筑结构沉降、环境温度改变而带来的混凝土收缩,在基础底板、梁墙等位置预先设置施工缝,经过若干时间后再进行浇筑,将建筑结构连接为整体。需要注意的是,为防止前后浇筑的混凝土之间出现裂缝,后浇带的混凝土结构强度要比基础构建的强度高一个等级,而且应选择温度较低时进行浇筑。由于后浇带是二次浇筑,其支撑部件的留存时间要延后一些,这会对整体建筑结构的施工通道及作业空间造成一些影响,同时也会造成总工期延后。

结束语

混凝土结构裂缝的成因多种多样,人为因素导致的开裂是可以避免的,由于混凝土材料的基本属性或者环境温度变化导致的开裂有些是无法避免的。控制混凝土结构开裂的方法也有很多种,但选择一种既经济又能很好的解决开裂的方法是至关重要的,这就需要我们在工作中注重理论与实践相结合,总结经验,长期探索,使裂缝控制的理论和技术日臻完善,从而设计、建造出更多优良的建筑。

参考文献

[1]马倩.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].住宅与房地产,2017(09):107.

[2]程鸿超.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].工程建设与设计,2016(18):23~24+27.

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