混凝土建筑结构裂缝控制的技术措施初探

2018-07-31刘杰

建材与装饰 2018年33期

刘杰

前言

建筑工程中，混凝土结构裂缝问题较为常见，其主要原因在于混凝土构件在较大结构应力影响下，导致承载力不足，产生结构性破坏，其主要类型包括表面裂缝、中等裂缝与贯穿裂缝，结构裂缝的产生会影响建筑结构稳定性与安全性，为此就需要采取有效措施实现对于结构裂缝的控制，避免结构裂缝的产生。

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。

2 混凝土建筑结构裂缝的控制

2.1 控制混凝土材料质量

混凝土建筑材料的选用，需要严格遵循相应的设计标准与技术规范，禁止采用质量不合格的建筑材料，以避免产生混凝土结构裂缝。混凝土工程所使用的钢筋材料，需要选用正规厂家生产的，在材料进场时，进行抽样检测，禁止不合格的材料进场。水泥材料的选用，需要做好材料质量控制，控制好水化热的程度，避免由于温度应力导致结构裂缝产生。混凝土材料骨料的选用，要尽量采用碱含量在0.6%左右的材料，避免由于骨料质量导致混凝土材料整体质量受到影响。

强度较高的水泥材料，可以减少混凝土配比中的水泥含量，并且更好地发挥混凝土膨胀剂及减水剂的效果，可以结合复合型外加剂，提高材料性能。同时，从混凝土结构构件规格泵送效果的角度考量，选用粒径合理的碎石材料，减少裂缝问题，并提高混凝土结构构件的承载能力。混凝土材料施工技术是否规范合理，会影响混凝土构件结构裂缝的产生。根据建筑工程的实际需求，了解具体工程概况，包括混凝土构件环境、结构类型与钢筋布置等，合理采用普通混凝土或高性能混凝土，并设计相应的配合比。

2.2 优化混凝土结构设计

目前，房屋建筑工程中的大体积混凝土结构构件的使用较为常见，针对这类混凝土结构构件需要采取更加有效的裂缝控制技术。这类构件如果产生表面裂缝则并不会形成较大危害，但如果产生深层裂缝及贯穿裂缝，则会导致混凝土结构构件的部分断面被切断，造成结构性危害，影响建筑安全。

①可以设置伸缩缝、双柱变形缝及诱导沟，以此减少混凝土结构构件的约束，需要基于工程实际情况保证设计方案的最优化。例如，某机场航站楼，其底层楼面为无缝设计，出于减少裂缝的需要，对混凝土配比加以优化，适当掺入添加剂，每间隔80m设置于地下室贯穿的诱导沟，中间增设后浇带，通过预应力实现对于温度应力的有效控制，避免温度裂缝的产生；②可设置后浇带及膨胀加强带，减少混凝土干燥收缩，实现对于收缩裂缝的控制。后浇带设计可采用分段浇筑方法，减少混凝土一次性浇筑长度，分段硬化以减少收缩裂缝的产生。可采用强度等级高一级的微膨胀混凝土进行封闭处理，强化后浇带钢筋配比，在温度更低的时刻进行浇筑，以减少混凝土构件内外温差，减少温度应力。或取消后浇带，采用UEA膨胀加强带，采用超长结构的连续浇筑方法，给混凝土结构构件赋予较大的膨胀应力，先进行低膨胀混凝土浇筑，在加强带浇筑高膨胀混凝土，进行无缝施工。

图1 膨胀加强带的浇筑示意图

2.3 控制混凝土施工质量

2.3.1 混凝土搅拌

在混凝土搅拌阶段，需基于工程需要，合理选用搅拌机。可选择强制式搅拌机，保证混凝土的拌和效果，可以将装料容积控制在搅拌机物理容积的～之间。需要根据混凝土类型来控制搅拌时间，如果为轻骨料混凝土，则需要较长的搅拌时间；如果混凝土的坍落度较大，则搅拌时间较短。搅拌时，如果选用自落式搅拌机，会导致混凝土材料在重力影响下产生离析现象，而强制式搅拌机则有效避免这一缺陷，且混凝土材料搅拌所需时间更短。

2.3.2 混凝土运输

混凝土搅拌完成之后，需要及时运输，并保证混凝土均匀，避免混凝土离析现象的产生，避免混凝土水泥浆流失或混凝土初凝。如果在运输过程中已经出现混凝土离析现象，则需要进行二次搅拌；如果在运输过程中出现了混凝土初凝，则禁止将该混凝土材料应用于工程施工中。混凝土卸料时，要求控制好自由落差，将其限制在2m的范围内；做好溜槽运输的坡度控制，避免溜槽坡度超过30°；控制混凝土材料移动速度，限定在1m/s的范围内。

2.3.3 混凝土振捣

混凝土的振捣工作，需要明确具体的振捣范围，并保证振捣的均匀性与密实度，避免出现过振及漏振现象。振捣时，要保证混凝土无下沉、无气泡，并开始泛浆。振捣棒的使用，要按照垂直振捣、快插慢拔的方式，避免混凝土振捣中留下空隙，振捣时间限定在30s左右，避免由于振捣时间过长混凝土分层离析现象，导致混凝土质量受到影响。混凝土振捣时，要禁止振捣棒与模板、钢筋及预埋件相接触，模板附近的混凝土振捣，应在振捣同时在模板上用木锤轻轻敲击；存在密集钢筋与预埋件的位置，可以采用铁钎进行捣实。通过混凝土振捣工作，避免混凝土材料分层离析而导致的混凝土构件断裂或者裂缝问题的产生。

2.3.4 混凝土养护

完成混凝土浇筑之后，要做好混凝土养护与拆模工作。养护时间应在混凝土浇筑后的12h之内，将混凝土覆盖密实，并洒水保湿，可根据不同的混凝土养护要求进行。一般拌和有硅酸盐水泥的混凝土，养护时间在1周以上；掺入缓凝性外加剂，养护路时间在2周以上，采用与混凝土拌和阶段相同的水，在混凝土材料表面覆盖塑料布。如果是地下室混凝土结构，可以对混凝土进行柔性防水保护，并回填三七灰土；如果为地上混凝土结构，应当做好混凝土保温，避免由于温度差过大导致的温度应力及温度裂缝。