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钢筋混凝土构件裂缝控制

日期: 来源:研砼治筑建筑工业化信息平台收集编辑:

摘 要: 建筑工程中钢筋混凝土的应用已经成为了现阶段常见的施工材料与施工方式,使用钢筋混凝土构件作为建筑工程当中的结构,能够有效保障施工质量,因此,钢筋混凝土更加广泛的应用到建筑工程当中,为其发展建设提供了更加良好的条件,但是在实际应用中,钢筋混凝土构件往往会出现严重的裂缝现象,这是由于原材料质量问题、设计配比不合理以及缺少合理的养护管理等引发的,因此,将结合在实际施工中钢筋混凝土的裂缝成因进行研究,寻找有效的预防管理措施。

钢筋混凝土之所以能够广泛应用在建筑工程当中是由于其自身具有着良好的优势,具有着较好的可塑性与可模性,并且施工成本相对较低,在施工中彻底完成硬化后其力学强度同样相对较高,且耐久性相对较长。但是在施工过程当中,无论是基于商品成型的钢筋混凝土或是基于现场现浇的钢筋混凝土,都会出现一定的裂缝问题从而严重影响到工程质量,这样的裂缝因素从某种角度上来讲是无法避免的,因此,只能够通过在实际当中全面分析裂缝的成因后,采取相应的预防措施对其实施有效的管控,才能够保障钢筋混凝土质量良好。

1 钢筋混凝土构件裂缝的成因

一般来说混凝土的构件在施工时,时常是带缝工作的。目前,在其硬化以及凝结时,骨料、水泥石等,在湿度明显的条件下,会出现不均匀的体积变形情况,且会容易粘结在一起,无法自由变形,双方约束力,超过了这些材料的粘结度时,其本身抗拉的强度会发生改变,这时一些微笑的裂缝就是产生。这样的裂缝是与其硬化、凝结同时存在的。

在实际工程建设中,钢筋混凝土构件容易产生裂缝的原因多种多样,基于实际来讲,寻找到形成裂缝的根本原因,首先需要从钢筋混凝土裂缝的类型进行分析,进而全面分析判断有关于混凝土裂缝的问题,保障以最有效的手段解决并降低钢筋混凝土产生裂缝的原因。具体来讲,钢筋混凝土产生裂缝的主要原因包括设计原因、材料质量、混合配比设计不合理以及施工工艺等后续的 养 护 不 及 时 所 造 成 的 严 重 裂 缝现象。

1. 1 设计原因

首先来讲,设计原因中的钢筋混凝土构件产生裂缝的主要问题是由于未能严格按照设计规范标准进行设计。钢筋混凝土构件的设计阶段需要全面结合现阶段的施工设计规范准则当中的要求实施,但是结合实际来讲,在设计阶段对于钢筋混凝土构件的设计往往会由于施工设计人员自身的素质水平较低,进而难以形成更为合理的设计。在弹塑性阶段的设计工作存在着问题,不能够及时的控制带裂缝现象,进而导致后续构件使用过程当中无法有效的控制带裂缝的延伸发展。钢筋与混凝土之间难以形成良好的协同构建效果,最终造成严重的裂缝现象出现。而另一设计原因所导致的裂缝问题主要是由于在设计过程当中钢筋布置的不合理,设计人员往往注重于钢筋混凝土构件最终的结构安全性,因此,容易忽视构件裂缝现象,造成严重的钢筋分布不均匀问题,在混凝土完成浇筑后的硬化固结收缩阶段会产生较强的向内应力,导致内部为钢筋预留的空间严重不足,在剧烈的应力收缩下造成了裂缝。

1. 2 材料质量不合格

在工程建设当中应用到的钢筋混凝土构件存在着两种不同的形式,一种是基于施工建设单位直接向工程提交的订单定做成型的成品,而另一种则是在施工现场由施工单位自行对钢筋进行混凝土浇筑所形成的,这两种不同的构件方式下所成产生的裂缝现象具有着明显的共同点,就是基于其自身的材料不合格所造成的问题。基于施工现场当中常见的浇筑混凝土施工来讲,实际涉及到的混凝土材料如若存在着严重的质量问题将会影响到后续的硬化效果,并产生裂缝现象。具体来讲,如若混凝土的粗细集料当中,泥沙含量相对较大,则在后续的施工过程当中由于混凝土固结硬化时会造成相对较大的收缩效果,集料中的颗粒存在着明显的不合格现象,或是间断级配的不合理等,促使混凝土的实际收缩力度逐渐增加,造成周围的实际设计不能够迎合这样的变化产生裂缝现象。或是在混凝土的施工材料当中,由于骨料粘径过细,进而造成针片的含量过多,混凝土当中的用灰量与用水量会不断增加,进而导致最终的混凝土硬化时同样会产生较大的收缩效果。如若购买的混凝土施工材料其本身存在着较为严重的质量问题,不合格的外加剂添加,或是不合格的掺合料选择等,都将会影响到最终混凝土的实际收缩效果,造成裂缝现象的产生。而另一方面,现施工现场购进的成型的钢筋混凝土构件也会存在着严重的质量问题,由于相关人员在采购过程当中不能够及时的对市场当中的行情进行全面的调查研究,促使生产厂商可能会出现以次充好的现象,在后续应用到施工 当 中 后 会 出 现 严 重 的 裂 缝 质 量问题。

1. 3混凝土混合配比设计问题

钢筋混凝土出现严重的裂缝现象基于现场的混凝土现浇施工环节来讲,主要是由于不合理的设计配比,在施工过程当中不能够设计严谨的比例方案,促使水与灰的比例失衡,后续的混凝土在硬化过程当中会出现严重的混凝土收缩现象。在初凝阶段,混凝土会出现急速的泌水与水分蒸发现象,如若在配比过程当中的水分含量过少,则会促使混凝土构件过于干裂在水泥与骨料之间形成了严重的不均匀沉缩变形的问题,促使钢筋混凝土在终凝前的强度水平不达标,混凝土构件难以形成相对较好的收缩效果,产生较为严重的裂缝。或是在对钢筋混凝土的配比设计过程当中对粗细骨料的级配不够合理,如若骨料的实际配给处于较为合理的状态当中,则产生的实际空隙率相对较小,且实密度能够保障达到设计标准,则相应的混凝土的收缩也会降低。而另一方面,如若出现较为明显的骨料实际含量不断增加的现象,则混凝土同样也会降低自缩值。在水泥当中不合理的添加物使用将会严重影响到钢筋混凝土构件的质量效果,产生裂缝现象。

1. 4 施工问题以及养护不及时

在施工现场对钢筋混凝土进行现浇施工时,在振捣过程当中的施工工艺不当,出现漏振或是过振现象等都会影响到混凝土最终成型状态的密实性,不均匀的混凝土施工材料分布,促使整体结构出现较为严重的裂缝现象。或是在施工过程当中,高空作业环境的影响因素,在烈日与强风的影响下,促使混凝土的收缩速度过快,导致在表面容易出现裂缝。而如若对钢筋混凝土造成不及时的养护问题,同样也会造成裂缝的出现,在硬化过程当中,水化热等不定因素的影响,促使钢筋混凝土构件会出现裂缝,如若不能够及时的对其进行养护处理,裂缝则永远无法恢复。并且基于实际来讲,在建筑工程当中钢筋混凝土构件所产生的裂缝原因大多数与养护工作的缺失有关,尤其是大体积的混凝土构件施工环节当中,如若缺失必要的养护工作则会出现大面积的裂缝现象。最直接的护管理就是降温与保温环节,不到位不及时的降温措施将会促使水化热较为集中,在完成混凝土的浇灌后缺乏必要的保温措施,例如在混凝土的表面覆盖薄膜等,会造成混凝土的内外形成较大的温度差,进而造成裂缝现象的发生。

2 钢筋混凝土构件裂缝预防措施

2. 1 优化设计与配比

在对钢筋混凝土的构件进行施工的过程当中为了有效避免裂缝现象的产生,需要能够及时的对有关施工设计进行优化,细化施工配比,保障混凝土施工材料科学配比效果形成高质量的构件。首先来讲,需要降低混凝土自身的极限拉伸度,在应用到小直径钢筋的过程当中需要注意配筋率的实际效果,提升配筋率,并相应的优化混凝土的拉伸应变能力,并设定浇筑施工的后浇带,保障在完成工程整体钢筋混凝土结构的收缩施工后,对后浇带应用到微膨混凝土进行封堵。并在构件的支座底部位置构架双层钢筋,进而促使混凝土的内部结构呈现出相对较好的均匀性。并应用能够适应混凝土收缩的结构钢筋,保障在混凝土硬化过程当中钢筋也能够相对的收缩,内外处于统一应力变化下,避免外部混凝土出现严重的裂缝现象。而针对于施工过程当中的混凝土配比来讲,需要进行相应的优化设计,对水与灰的实际比例进行严格的管控,保障在符合工程条件下基于不同的水泥灰应用种类进行研究后,保障水与灰处于既定的合理比例当中,避免出现不合理的比例配置影响到最终的施工效果。同时需要注意的是,如若想要达到和易性的混凝土效果,则可以相应的应用到优质粉煤灰等外加剂,进而保障混凝土自身的收缩量能够得到控制。并且严格保障所应用到的各项材料能够符合实际施工需求的同时达到合格的质量标准。

2. 2 加强材料质量管控

而保障施工质量,表面钢筋混凝土构件出现严重的质量问题的另一保障性因素就是对于施工材料的选择,需要应用到质量得到保障的施工材料,选择适合工程实际建设强度的水泥品种,并严格审核水泥的等级,避免在施工过程当中应用到早高强的水泥类型。同时相应的,可以在水泥混凝土混合的过程当中掺入适当的外加剂,现阶段作为在钢筋混凝土施工中第五、六大组分,外加剂与掺合料的应用能够有效提升混凝土的质量,降低水泥在施工建设过程当中的用量,进而能够达到有效的降低水化热的现象,优化混凝土整体性能,并保障其处于相对较好的成本控制范围当中。正式实施施工建设过程中,需要注意到补偿收缩技术的应用,基于不通过种类的混凝土与不同的用量等,全面分析在竣工后的钢筋混凝土能够形成的膨胀度,有效控制过度的收缩与膨胀变化。结合一般情况下的施工条件来讲,在钢筋混凝土构件的施工过程中,混凝土实际体积的 75% 为粗料,同样也是有效控制混凝土材料裂缝的关键性因素,因此,在实际对混凝土当中的有关用料进行设计的过程当中,需要充分保障砂石的用量,避免过多的砂石影响到混凝土最终的固结效果。最后,需要注意避免在混凝土中掺入大量的高细度水泥或是矿渣水泥。

2. 3实施科学养护

结合实践研究发现,在实际当中,钢筋混凝土构件其表面容易存在着较为明显的裂缝问题影响到整体工程质量,而由不充分的养护管理所造成的裂缝现象则需要通过更为全面的养护手段进行修缮预防。具体来讲,不同深度的表面裂缝现象主要是由于在施工过程当中施工环境中的温度不确定,温差变化造成混凝土内外结构发生严重的变化,进而产生较为明显的膨胀或是收缩现象形成裂缝。基于这样的问题,实施混凝土的有效养护能够避免后续出现裂缝,在处于相对较好的保温保湿环境当中能够有效避免出现裂缝问题。因此,在实施养护的过程当中,如若遇到低温环境,则需要进行覆膜管理,维持混凝土的实际温度不低于使用期的稳定温度,在覆膜效果下能够形成良好的保温保湿效果。如遇高温天气,则需要适当的对混凝土构件进行喷水处理,维持混凝土的内外湿度处于相一致的状态,避免混凝土外部结构由于高温水分蒸发或是强风天气等造成龟裂现象,定期喷水,能够避免混凝土出现干裂引发的裂缝现象。

3 裂缝相关处理技术

因为不同的环境下钢筋混凝土产生的裂缝性质以及现象都是不一样的,因此要针对不同环境的裂缝采用不同的保护以及修复方案,选择不同治理的方法。比如出现了大面积侵蚀的介质,所产生了一定的缺陷,则需要对这些损坏的部位进行加固或是修补,并且需要使用一些其他的材料做好防护工作。例如,在对损伤部位进行加固时的同时要进行温度控制,如天冷情况下要保温处理,而对于温度和湿度变化大所产生的裂缝,还可以使用引气剂法处理。

3. 1 表面处理法

如若在相关预防措施实施后仍不可避免的出现裂缝问题,则可以通过有效的裂缝处理技术对既有裂缝进行修复,首先就是最为常见的表面处理法,作为简单有效的处理方式,表面处理法主要是对并未受到承载力影响的结构表面出现的裂缝现象进行修复。一般使用到的技术主要是应用泥浆或是环氧胶泥在裂缝表面进行涂抹,或是在钢筋混凝土构件的表面涂抹沥青以及油漆等防腐材料,进而在实施修复的过程当中也能够有效的避免裂缝深度蔓延。或是在裂缝表面使用土工膜与玻璃纤维布等进行粘贴,进而保障其处于相对较好的密实性。

3. 2 灌浆嵌缝封堵法

灌浆法的修复裂缝技术主要是应用到对建筑结构整体承载力产生影响的严重性裂缝修复工作中,或是对于具有防渗需求的混凝土结构当中应用到灌浆法进行修补,这一修复技术应用到压力设备将胶结材料灌入到构件的裂缝当中,经过深度硬化后,将混凝土结构与之紧紧粘连,并达成更加良好的一体化效果,从而完成修复。常见应用到水泥砂浆、环氧树脂以及聚氨酯等材料。而嵌缝法则是最常见的修复裂缝技术之一,该技术沿混凝土裂缝渗入塑性或是刚性的止水材料,实现有效的封堵裂缝目的,常见应用到的塑性与刚性材料包括聚氯乙烯胶泥以及聚合物水泥砂浆等。

3. 3 仿生自愈合法

仿生自愈合法属于裂缝处理的新型方式,需要借助其他物质进行,裂缝处理原理类似于生物组织的创伤愈合,即当生物体遭受外部伤害身体组织产生创伤之时,身体组织会自动分泌出特殊物质,加快创伤愈合速度,最终使得创伤部分恢复原有的组织机理。钢筋混凝土原有的成分当中不具有促进裂缝修复的材料,需要后期施工人员通过粘接剂的涂抹,又或者是胶囊的使用,致使钢筋混凝土内部组分发生改变,随后钢筋混凝土内部结构会自动形成仿生自愈神经网络系统,当钢筋混凝土构件出现裂缝问题时,混凝土会分泌出特殊的液芯纤维,加快其裂缝的愈合速度,以此解决建筑工程施工中常见的钢筋混凝土构件的裂缝问题。

4 结语

当前的工程建筑工作中,钢筋的混凝土地位是稳定不可动摇的。钢筋混凝土裂缝产生是最大的一个问题,这种裂缝主要是多种因素结合所造成的。如果想对裂缝进行控制、预防,要由多个方面进行针对不同的情况,采用多种保护措施,这样自然能更好的对钢筋混凝土裂缝进行控制、预防。施工技术的不断进步,使得现如今钢筋混凝土的施工技术被广泛应用于建筑施工当中,对于现代化的建筑工程来讲,钢筋混凝土构件作为常见的具有相对较好承载力的施工材料,应用到工程建设当中能够保障整体工程质量,提高建筑工程的施工以及使用安全,但是由于其本身容易存在着裂缝现象,会产生降低建筑施工质量的不良影响,需要施工人员能够及时的进行预防及控制,基于不同的裂缝类型,做好施工设计配比、材料质量管控以及后续的养护管理等,进而保障在更加良好的施工效果下提升钢筋混凝土构件的质量,促进建筑工程的良好发展。

来源丨建材发展导向




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