建筑混凝土裂缝形成原因及施工处理
2021-11-27曹楠
曹楠
伴随经济的快速发展,人们的生活水平日益提高,对建筑工程质量提出了全新的技术要求。混凝土材料作为建筑结构的主体应用材料,对于建筑结构的质量有着关键的影响,为此加强对混凝土结构施工的质量管理有着重要意义。混凝土是由水、水泥、骨料等多种材料按照一定的比例,并根据使用要求加入一定的添加剂配比而成。在混凝土结构施工中,由于对混凝土性能要求不同,其中所组成的材料和配比方式都具有一定的差异。同时,混凝土结构的质量也可能受到包括施工方法、外界环境等众多因素的影响,因此混凝土产生裂缝的原因是多方面的,给建筑整体质量带来的隐患也是严重的。为此,科学分析裂缝成因,并积极探索混凝土裂缝处理技术的有效运用,以此来提高建筑工程质量,确保建筑施工活动的质量和安全。目前,我国建筑领域的混凝土裂缝处理技术逐渐成熟,并且修复方式众多,同时随着先进科技水平和全新建筑材料的出现,极大程度地改变了混凝土结构裂缝的困扰,促进建筑企业持续发展。
1.建筑混凝土裂缝产生的原因
1.1 内部因素影响
混凝土是当代建筑工程结构的主要应用材料,在开展混凝土施工时很容易发生裂缝,裂缝的出现一般是因为混凝土自身在收缩变化中应力不均衡引发的。通常,建筑工程混凝土中的水泥水化反应仅需要20%的水分,其余水分都会被蒸发,然而建筑工程中的混凝土外部收缩干燥要比内部更快,在混凝土结构表面收缩的影响下,在其表面产生一个拉应力而出现裂缝[1]。
1.2 外界因素影响
外界环境温度是诱发混凝土出现裂缝的一个重要因素,外部温度高,导致混凝土结构内外温差大,就会引起混凝土开裂。具体来看,混凝土建筑结构内部的温度主要包括在建筑施工的过程中,由于水泥等材料所释放出来的绝热温度以及其他混凝土拌合物所发散的绝热热量等。对于建筑施工的混凝土浇筑环节,在每个不同的阶段温度都会出现变化,同时混凝土也不具备良好的散热能力,内部的水化热反应导致内部温度持续升高,逐渐与外部形成较大的温差,内部结构出现改变,应力不均衡,从而引发裂缝问题。
1.3 其他因素影响
除了混凝土自身因素和外界温度影响以外,还有一些其他的因素会导致混凝土结构出现开裂现象。水化热反应以及外部压力也会导致建筑工程混凝土出现裂缝,当混凝土还没有完全成型就受到过大的应力时就会出现裂缝,且应力越大裂缝问题越明显。此外,混凝土中的化学反应也会导致体积出现变化,尤其是对于大体积混凝土而言,内部结构的变化更容易引起裂缝的出现。
2.结构裂缝对建筑结构质量的影响
在建筑结构施工过程中,混凝土一直都是主要的施工材料,因此可以说混凝土对建筑结构的质量,以及建筑物的使用寿命都是最主要的影响因素。尽管混凝土施工技术经过多年的发展和创新优化,和以前相比有了很大的进步,但裂缝问题依然是一个长期困扰业内的质量通病,它不仅影响建筑物的外观质量,而且会对结构稳定产生威胁。基于此,展开对混凝土裂缝的预防和处理技术研究,就显得尤为迫切。下面就来分析一下混凝土裂缝对建筑结构的具体影响。
2.1 混凝土裂缝会影响建筑结构承载力
混凝土是建筑框架结构的主要构成,直接决定着建筑物的载荷能力。一旦框架结构中的混凝土出现裂缝,而且没有及时进行有效的修复,整个结构的承载能力就会随之下降,建筑结构的刚度,以及抗剪能力就会逐渐下降,钢筋的负担加大,最后超出钢筋所能承受的荷载极限。这不仅大大缩减了建筑物的使用寿命,而且存在很大的安全隐患。
2.2 混凝土裂缝容易引起钢筋腐蚀
在建筑混凝土结构中,如果混凝土出现裂缝,即使裂缝很小,水分也会逐渐侵入结构内部导致钢筋逐渐发生锈蚀;如果裂缝过大会直接导致钢筋外露,钢筋腐蚀的速度会更快。这样一来,在被腐蚀钢筋的强度逐渐下降的情况下,这部分的载荷能力就会下降,整个结构的荷载分布不均,就会面临严重的安全隐患。如果裂缝没有得到及时修补,尤其是在特殊的天气环境影响下,裂缝可能进一步加大,甚至出现混凝土局部脱落,钢筋外露更严重,整个建筑结构安全将受到更大的威胁[2]。
2.3 混凝土裂缝影响建筑结构耐久性
除了空气中的水分,空气中还有很多的对钢筋有腐蚀作用的物质都是从缝隙进入与钢筋接触,从而导致钢筋腐蚀,同时还会引起混凝土碳化,整个建筑结构的耐久性会大打折扣。
3.处理混凝土裂缝的常用方法
对混凝土的施工工艺以及产生裂缝的一些原因进行分析,从而找到病灶,有针对性地采取预防措施和有效的修补技术,以达到最好的修补效果,最大限度地保护和维护建筑结构的稳定。目前,我国建筑混凝土结构施工技术已具备一定的施工能力,并且总结出了一些有效的裂缝处理技术,对维护建筑结构稳定具有一定的实用功效。
3.1 置换修补技术
置换修补处理技术也是常用的混凝土结构裂缝修补工艺,主要适用于裂缝严重,以及局部混凝土失效的情况。顾名思义,置换法就是用新的修补材料替换掉破损的区域。混凝土置换法修补工艺,首先是剔除裂缝区域的部分混凝土,然后进行表面打毛处理,再用高压水枪清洗,残留物质处理干净后,将新的混凝土材料填充到裂缝中进行修补处理。置换法修复虽然效果好,但操作工艺烦琐,修复周期略长,施工时要考虑到施工进度的问题。
3.2 灌浆修补技术
对于渗漏型的结构裂缝,比较有效的修补处理方式就是灌浆处理。事先配比出修复料,然后通过高压装置把修补浆液注入到裂缝内进行有效填补。在常用的灌浆法工艺中,主要以水泥灌浆法和化学灌浆法居多。化学灌浆法主要适用于宽度较小的裂缝,优点是防水性能好,但它的缺点是粘结性不足。对于较大的混凝土结构裂缝,还是用水泥灌浆法为好,因为水泥浆液具有很高的凝结能力,而且也适用于潮湿环境,并且可以控制凝结时间,尤其是对于细微处的修补可以收到较好的处理效果。
3.3 表面修补技术
对于结构裂缝不深,裂缝宽度在2cm 以内,且对结构强度不产生破坏影响的混凝土裂缝,可以采取表面修补的工艺进行表面修补,这样就能有效提升结构的防水性能,从而对整个结构起到维护。常用的表面修补法有两种工艺,包括骑缝修复与全部修复。表面修复法操作简单,但对较深的裂缝修补效果不好,需采取其他的工艺进行。
4.避免混凝土施工裂缝的注意事项
4.1 合理控制温度
针对大体积混凝土的施工,要控制裂缝的发生,需要注重温度的控制,合理地制定温度控制措施,主要包括:(1)要采取有效的措施来降低混凝土内部的温度,可以通过冷却水,以及骨料处理的方法,对骨料进行风冷以及水冷搅拌,可有效地降低混凝土浇筑中的温度上升。(2)控制最高温度,在建筑工程中还应该合理地预设冷却水管,通过冷水来达到降温效果,控制温度峰值。
4.2 混凝土养护工艺
除此之外,通过混凝土的科学养护也能够有效地避免裂缝的出现。混凝土养护环节是控制裂缝问题发生的重要环节,一定要加强对温度和湿度的控制。混凝土表面的耐久性和抗裂性都会受到养护效果的直接影响。因此,在实际混凝土养护中,可以在建筑混凝土浇筑后,及时了解混凝土的凝结效果,积极采取有效的养护措施,比如:在夏季要定期对混凝土结构洒水,并做好防晒工作(具体采用什么方法,要根据季节和环境特征,选择适合的养护工艺),加强混凝土养护水平,一般混凝土养护工作维持在15d 左右。在冬季低温的环境施工时,为了避免混凝土受潮,需在寒冷天气来临前进行混凝土浇筑施工,还应该对建筑结构进行蓄水养护,并采取必要的保温措施,如使用塑料膜或者是保温布将裸露的混凝土部分进行覆盖。
5.结语
混凝土裂缝是建筑结构施工中的常见问题,属于质量通病。要有效地预防并在发现裂缝以后及时进行处理,才能保证建筑质量和结构稳定性,提升建筑使用寿命。基于裂缝的诱因不同,裂缝的程度和危害也不同,我们要针对裂缝的类型和程度,及时采取有效的混凝土修补工艺,保护内部钢筋结构,这样才能保证建筑结构的承载能力不受影响,从而对建筑结构的稳定性起到有效的维护作用。