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【摘要】在房屋建筑工程建设中,为了提高了建筑结构的抗震性能和使用年限,越来越多地采用钢筋混凝土进行施工。在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中,出现裂缝是一种极其普遍的现象,但是裂缝可能会对房屋建筑的使用功能和安全性能产生影响。本文主要对房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝原因及防治技术进行分析探讨。
【关键词】房屋建筑工程;钢筋混凝土;裂缝成因;防治技术
一、房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝的类型
各种钢筋混凝土的裂缝类型中,最常见的主要有以下2种情形:
(1)塑性收缩裂缝:凝结硬化前的混凝土依然在塑性状态时,水分从混凝土表面易蒸发,因失水较快使表面发生收缩,而内部水化热过高,浇筑数小时仍处于塑性状态,混凝土暴露的表面收缩形成裂缝。裂缝深度一般不大,大多为不规则短裂缝、网状或爆裂状裂缝,呈互不连贯状态。这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。
(2)干燥收缩:通常在混凝土养护完以后出现。混凝土硬化后,混凝土表面缺乏水分,由于气候影响蒸发引起干缩,混凝土内部硬化程度不够,产生较大的拉应力,干缩变形因受到内部约束,就会使得混凝土表面被拉裂。一般产生在硁表面很浅的位置,裂缝呈平行线状或网状,分布多沿构件的方向,严重时可贯穿整个构件截面。
二、房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝的成因及机理
2.1水泥温度变化的影响
房屋建筑工程钢筋混凝土施工过程中,水泥水化过程要释放出一定的热量,如混凝土结构较厚,因其自身又具有一定的保温性能,使得水化过程中产生的大量热量得不到及时散发,在混凝土内部热量不断累积。而混凝土表面水分易蒸发,温度冷却快,导致混凝土结构内部与表面的温度差增大。内热外冷导致混凝土表面冷缩,内部热胀产生的应力,相互约束。受到外界约束的作用,根据混凝土自身的特性,高温时弹性变量小,产生的变形较小,混凝土内产生的应力也较小。当混凝土内由于水化热得不到散发而膨胀使表面变形,变形会遭到内部应力的约束,但内部应力超出极限值时,变形较大,结构内随之产生较大应力,应力超过混凝土抗拉强度时,产生温度裂缝。
2.2钢筋混凝土材料及配合比的影响
混凝土材料配合比若设计不当将直接影响砼的抗拉强度,造成混凝土开裂。粗细骨料的粒径越细小、针片含量越多,混凝土的用灰量、用水量越多,收缩量就会越大;混凝土外加剂、矿物掺合料的选择或者掺加量不当,也会增加混凝土的收缩;水泥品种的原因,矿渣水泥、火山灰水泥干缩性较大,普通水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰干缩性较小;水泥等级及混凝土强度等级的原因,水泥等级越高、细度越小、早期强度越高对混凝土开裂的影响越大;混凝土的设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
2.3外部气温的影响
钢筋混凝土施工时外部气温的影响很大,外部气温出现乍冷乍热,内外层混凝土温差会急剧增大,温差大对钢筋混凝土施工是极为不利的,将直接影响混凝土的质量。因为温差引起温度应力的变化,温差大,随之温度应力也会变大。比如在高温条件下,混凝土表面的水分蒸发加快,混凝土内部热量难以消散,内部温度升高,加上不易散热,混凝土内部热量不断的累积,持续时间长,内部的体积膨胀,强度不能承受表面的急剧收缩,产生的体积内涨外缩,从而导致裂纹产生。三、房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝防治技术
3.1优化混凝土配合比
钢筋混凝土配合比设计时,混凝土材料的合理选择,是最为关键的前提。首先是水泥材料,抗裂、低热、高强均为指标之一,矿渣水泥具备以上三个指标,可用于内部混凝土,而外部混凝土,除了以上指标,在冻融、耐磨、抗腐蚀、环保等方面,在施工时也要视为指标性能,譬如中热硅酸盐水泥;其次是粉煤灰材料,具有活性特征,是改善水泥性能时不可或缺的材料,必要时可用于代替同等量水泥,当前国内外很多混凝土工程中,利用粉煤灰控制混凝土水化热现象,以降低混凝土温度的升幅,反映效果很好,与此同时,粉煤灰的掺用,还可以改善混凝土的粘塑性、可泵性和后期强度,要求在混凝土配合比设计时,予以灵活使用,藉此辅助实现优良的混凝土配合比;再次是外加剂材料,可用于混凝土配合比设计的,有引气剂、减水剂、膨胀剂、缓凝剂等,各种外加剂材料具有不同的功能用途,譬如引气剂可用于增强混凝土抗冻融性能,减水剂可降低混凝土内部温度升高,膨胀剂建立混凝土内部应力平衡而防止开裂。
3.2强化施工工艺
利用施工工艺措施控制温度应力,在混凝土浇筑时要控制好浇筑层厚度和浇筑的速度以便于散热。在浇注时,可采用分层分段施工的方法,降低单位浇筑体积,扩大散热面积,利用浇筑面来散热。可在混凝土拌合物拌合用水中加入部分碎冰,以降低混凝土的温度。控制好入模温度和坍落度。还可采用人工导热,预埋冷却水管用循环水降低混凝土温度。
浇筑混凝土前应对钢筋上的油渍、泥浆等污物和氧化铁皮进行清除,以免影响粘结力。钢筋的位置、规格和保护层厚度要符合设计的要求。模板及支架结构应简单,制造与装拆方便,并且应具有足够的承载力、刚度和稳定性。模板安装的位置要准确、牢固,在施工中应避免变形。混凝土运输、浇筑的全部时间应在混凝土的初凝时间内完成。混凝土振捣操作应合理,过分地振捣对砼的均匀性有害,但振捣不足又不能保证砼应有的密实度,要恰到好处,以使得混凝土表面现出浮浆、不再出现气泡并不再沉落为准。
3.3采取合理的养护措施
浇筑好的混凝土,强度,抗变形能力,均为混凝土养护的标准性能。期间需要根据混凝土收缩应力,确定具体的保温时间,在保持混凝土表面湿润的状态下,将草袋、旧麻袋、塑料薄膜等覆盖其上,并在实测混凝土内外温度变化情况,通过计算机系统展开全方位统计分析。在混凝土养护的过程中,不能够采用强制性的降温措施,而是根据混凝土内部实际温度场情况,重点检查是否有裂缝问题。至于混凝土暴露问题的解决,建议以±0.00标高为基准,小于该基准的部位,以回填土方式处理,大于该基准的部位,则以覆盖方式处理,方可有效减少混凝土的暴露面,并确保不影响混凝土的性能。
四、钢筋混凝土结构裂缝处理措施
4.1混凝土裂缝表面修补方法
适用于对承载力没有影响的表面裂缝的处理;也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。施工的方法主要有表面涂抹环氧胶泥、涂刷油漆或沥青、涂抹水泥砂浆以及表面凿槽嵌缝等方法。
4.2混凝土裂缝内部修补方法
用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。对整体性有一定的影响,或者在裂缝修补过程中有防渗、防水的要求时,均可以使用这种方法。一般情况下,化学和水泥材料是常见的灌浆材料,根据具体的施工条件以及裂缝的宽度、性质来确定使用情况,如果裂缝的宽度大于0.5mm,适合采取水泥灌浆的方法;如果裂缝的宽度小于0.5mm,或较大的温度收缩裂缝,适合采取化学灌浆的方法。
4.3混凝土结构裂缝补强加固修复法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取措施对结构进行加固处理。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构作补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。
结束语:
裂缝的出现不但会影响钢筋混凝土的外观美观性、结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速钢筋混凝土的碳化、降低钢筋混凝土的耐久性和抗疲劳性以及抗渗能力。因此,根据钢筋混凝土裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的永久、安全使用。
参考文献:
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