张 巧 兰

(太原市政建设集团有限公司,山西 太原 030002)

0 引言

钢筋混凝土是现代各种建筑中不可或缺的一种建筑材料,广泛应用于诸如公路、铁路、桥梁、楼房等多种建筑场合,在工程建筑中占有绝对重要的位置[1-4]。各种建筑事故的统计分析结果表明,由于钢筋混凝土引发的工程质量问题中,大部分事故均起源于钢筋混凝土的裂缝。这就说明,分析钢筋混凝土裂缝产生的原因和研究相应的解决对策对预防工程建筑事故的发生具有非常重要的意义。

经过对钢筋混凝土结构仔细分析,不难得出一个结论,就是可以观察到通常情况下,钢筋混凝土都带有裂缝。特别是经过相关仪器对建筑进行不间断检测分析,可以发现存在于钢筋混凝土结构中的裂缝不是一成不变的,而是随着受力和环境不断变化的[5]。并且,伴随着钢筋混凝土裂缝的大小及严重程度的变化,可以检测到钢筋混凝土结构的耐久性和承重性也在发生不同程度的随动。当钢筋混凝土裂缝发展到一定程度后,就会导致整个钢筋混凝土结构的破坏。

针对钢筋混凝土裂缝对建筑结构破坏的问题,文中分析了钢筋混凝土裂缝产生的一般原因,并且提出了有针对性的防治钢筋混凝土裂缝的对策。

1 混凝土裂缝成因

目前,在建筑行业已经基本达成了一个通识,就是钢筋混凝土出现裂缝是一个十分普遍的现象,甚至有的部门对裂缝已经见怪不怪了。虽然现阶段还没有研发出完全杜绝钢筋混凝土裂缝的对策,但是这种思想也是十分不正确的。各行业各部门要充分意识到钢筋混凝土裂缝对建筑的危害,力求做到及时发现、及时处理,杜绝严重事故的发生。

虽然钢筋混凝土出现裂缝已经很普遍,但是我们不禁要问,这种裂缝究竟是怎么产生的,如何防治裂缝,为了制定有针对性的防治对策,首先要解决的问题就是分析钢筋混凝土裂缝产生的原因。

钢筋混凝土裂缝产生的原因是多种多样的,主要原因包括设计、材料、配比等。下面就重点分析致使钢筋混凝土裂缝的这几种原因。此外,还简要分析了诸如施工养护、建筑使用和温度环境对裂缝的诱因。

1.1 材料原因

材料原因是导致钢筋混凝土裂缝的重要原因。由于材料原因引发钢筋混凝土裂缝主要集中以下几个方面:一是水泥问题。混凝土温度应力出现的重要内在原因就是混凝土材料中的水泥发生水热化。但是,混凝土的制作过程中,水泥水热化又是一个必须的条件。充分考量水泥水热化的强度和细度是提升钢筋混凝土品质的重要方面。二是骨料问题。构成混凝土的骨料包括粗集料和细集料。并且,在水灰配比不变的前提条件下,粗集料越大,钢筋混凝土的强度就越高,但是也正是因为粗集料的增多,混凝土的表面积变小,相应地降低了混凝土的吸水性。三是水灰配比问题。水灰配比简称水灰比,是混凝土拌和时的一个十分重要的指标,科学合理地设定混凝土的水灰比能够显著提高混凝土的强度,避免混凝土裂缝的产生。要注意,在同等水泥标号条件下,越小的水灰比,拌和生成的混凝土强度就越高,反之,混凝土的强度就越低。但是,实际施工过程中,水灰比为了照顾混凝土的坍落度,会违规向混凝土中加水,严重影响混凝土的强度,极易导致裂缝的产生。

1.2 混凝土收缩原因

对各种建筑的混凝土裂缝统计分析表明,混凝土在使用过程中由于收缩而导致的裂缝是混凝土裂缝产生的重要原因。混凝土的水分过量蒸发或者混凝土浆体出现收缩,都很容易引发混凝土裂缝。通常情况下,引发混凝土裂缝的收缩应力都是由于抗拉强度发生反差而引起的,此种裂缝成为混凝土收缩裂缝。收缩裂缝通常包括以下几种:干燥裂缝、温差裂缝和塑性裂缝。其中干燥裂缝是建筑裂缝中最常见的裂缝,通常发生于建筑使用的早期,多发生于混凝土还没有完全固定的硬化阶段。此种裂缝的特点是出现于混凝土内部,与外部环境引发的裂缝不相干。而温差裂缝是由于混凝土硬化结束后,温度急剧变化而出现的。最后是塑性裂缝,多发生于失水过多的混凝土表面,其诱因多为环境因素,例如风速、外在温差和空气湿度变化,要注意水灰比、粗集料和细集料的比例不合适也很容易引发塑性裂缝。

1.3 施工及养护原因

钢筋混凝土施工现场质量管理措施不严、执行不力也是引发混凝土裂缝的一方面原因。例如,在施工现场拌和混凝土的过程中,振捣或插入不当,漏振、过振以及振捣棒抽撤过快,这些不符合规定的操作都会破坏混凝土的稳定性和均匀性,致使混凝土在后续施工及使用过程中出现裂缝。此外,如果建筑需要高空浇筑,那么在风速过大或者日光较足时,容易诱发混凝土过度收缩,这也是引起混凝土裂缝的重要原因。除了在施工过程中应该严格按照规程操作,最大可能避免混凝土裂缝之外,还应该注意混凝土在使用过程中的日常养护。养护得当也能够有效减小混凝土的裂缝,反之,养护不当就容易引起裂缝。除了上面分析了材料原因、混凝土收缩原因和施工及养护原因之外,混凝土裂缝的产生还与下列因素有关:首先,建筑物的基础沉降稳定。例如公路和桥梁的超负荷载运、建筑物的野蛮装修以及建筑物的承重墙遭到随意拆除和破坏,这些均会引发建筑物的基础沉降不均匀,从而引发建筑物混凝土裂缝。其次,混凝土拉应力过大。建筑物的混凝土结构中,拉应力应该主要由建筑物中的钢筋去承担。但是如果在施工过程中,由于温度和湿度等外在环境的原因,导致建筑物的混凝土承受了过大的拉应力,就会引发混凝土的裂缝。为此需要科学合理地设计建筑的结构,最大限度地减小混凝土所承受的拉应力。

2 混凝土裂缝的防治对策

建筑物的混凝土一旦出现较为严重的裂缝,就有可能破坏建筑物的整体结构性,严重影响了建筑物的承载力。虽然有的轻微裂缝对建筑物的承载力影响不大,但裂缝的长期存在会引起建筑物内部钢筋出现锈蚀,影响建筑物的正常使用。为了减小裂缝对建筑物的影响,应该依据建筑物裂缝的大小、性质和诱因制定出有针对性的对策。

2.1 从设计角度防治混凝土裂缝

建筑物的设计是影响混凝土裂缝的起始原因。为此,在建筑物的设计过程中,要充分考虑到建筑物的“抗”和“放”的关系。其中“抗”就是在设计过程中,为建筑物防治裂缝留出足够的余量,避免建筑物因轻微环境变化而引起裂缝;而“放”就是要保证在建筑物的设计过程中,避免拉应力集中而引发混凝土裂缝,这就要求在结构正常的状态下,要为建筑物变形留有余地。在建筑物设计阶段,要特别注意防治收缩裂缝,前文已经分析过很多裂缝是由于混凝土出现收缩造成的。例如在设计阶段,可以添加膨胀剂弥补混凝土收缩。此外,还应该注意设计时,科学合理配置钢筋位置,减小裂缝的出现概率。

2.2 选择材料和混凝土配比

不同建筑物对混凝土的要求不同,因此实际施工过程中,要基于具体建筑物的结构选取合适的混凝土强度,特别是对应的水泥型号与品种。在保证建筑物稳定性的基础上,尽量选用配比优良的砂石料,还可以采用外加剂减少水泥的用量。在施工过程中,要注意通过依据具体的建筑场景设计实现混凝土膨胀剂的最佳加入量,并且根据砂石料的质量,及时调整混凝土的施工配比,为后续降低混凝土裂缝奠定坚实的基础。

2.3 控制温度的防治裂缝

减轻温度应力可以有效降低建筑物的裂缝出现概率。为了降低温度应力,可以制定以下两项措施:一方面是通过改善粗集料和细集料的配比来控制混凝土温度。例如,在热天进行混凝土浇筑时,需要充分做好散热措施,可以利用浇筑层散射,输入冷水管,通过水循环带走多余热量。另一方面是防止混凝土过冷,避免混凝土出现冷缩和干缩,提高混凝土的设计强度。

2.4 控制施工质量预防裂缝

对混凝土裂缝原因分析表明,约有90%的裂缝与混凝土施工质量管控不严有关。控制施工质量是防治混凝土裂缝发生的主要方面。为了防治混凝土裂缝,必须要严把施工质量关,严格落实建筑物混凝土的设计配比。例如要充分注意混凝土温度、浇筑时间以及振捣技术是否合适等。

2.5 通过养护保证混凝土质量

混凝土养护包括施工现场养护和后期使用养护。其中现场养护是指在混凝土施工过程中,严格落实混凝土浇筑的注意事项,例如高空浇筑时要避免风速过大和气温过高,因为这会引起混凝土收缩变大,引发裂缝。而后期使用养护是指对混凝土使用的保护,是维持混凝土正常使用的关键,也是混凝土强度和防治裂缝的重要保证。

3 结语

随着材料技术的不断发展和建筑行业标准的不断完善,彻底解决建筑物混凝土的裂缝并不是不可能的。为此,我们要综合各行各业的先进理论与技术,充分依靠先进的科学技术和施工管理技术,严防建筑物混凝土裂缝的产生。

参考文献:

[1] 熊正中.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与对策分析[J].江西建材,2017(23):82,84.

[2] 聂万德.混凝土裂缝分析及控制措施[J].建筑知识,2017(3):20-21.

[3] 惠小鹏.钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].建筑知识,2017(3):33-34.

[4] 李小强.现代高速公路混凝土裂缝分析与防治措施[J].交通世界,2017(15):46-47,49.

[5] 许 莹.多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究[D].淮南:安徽理工大学,2017.