曾劍波
(福建譽洲建設有限公司,福建 平潭 350400)
混凝土是將水泥、細骨料、外加劑、礦物等混合材料按比例配制后,經均勻攪拌而具備特定硬度和耐久性能的建材,常應用于現(xiàn)代建筑中。但在許多的施工項目中,出現(xiàn)了混凝土開裂的情況,不利于建筑材料的后期利用,所以,應提高對混凝土施工質量的關注程度,確保施工樓房的工程質量和建筑結構安全,從而保證人民的生命、財產安全。
(1)混凝土強度??箟盒阅苁窃u價砂漿品質的重要參數(shù)之一,因為抗壓性能和砂漿中所采用的混凝土結構整體強度呈正比關聯(lián),混凝土結構的整體強度越高,砂漿的抗壓強度也越高。
(2)水灰比。為了達到良好的和易性,水灰比往往控制在0.40~0.65之間。如果水灰比過大,水分揮發(fā)后,很容易在混凝土里面產生空隙,從而降低混凝土的抗拉強度。
(3)骨料質量。若骨料活性中的有害物質濃度高,會降低混凝土強度。
(1)施工條件。施工條件主要包括混凝土基礎和澆筑結構。一般機器攪拌混凝土比人工攪拌更均勻,所以,強度也較高。拌和時間越長,混凝土強度越大,使用機器振搗要比人工振搗更加密實平穩(wěn),所以,強度也稍高。
(2)保養(yǎng)要求。混凝土成形后的溫度、相對濕度都是決定其強度的因素。保養(yǎng)溫度越高,混凝土水化轉速越快,則混凝土強度發(fā)展越快。
2.3.1 混凝土結構性能
分析目前裂縫形成的原因大多和混凝土構件自身有關,一旦混凝土自身硬度不夠抵抗很大的負荷,就必然會形成裂縫。首先,混凝土的硬度決定于水泥與砂石骨料之間的黏結強度,這也與混凝土的標號、水灰比例有關。其次,混凝土的變化主要體現(xiàn)為緊縮變化和高溫變化。當環(huán)境溫度和濕度變化大時,混凝土的內部結構也會發(fā)生相應的改變,進而使混凝土發(fā)生緊縮變化或高溫變化。隨著混凝土形體上的改變,混凝土板的體積與表面比例會遠遠低于其支撐體系的表面比例,這將使混凝土板在水平方向上的變化超過支撐體系,因而形成拉應力,危害混凝土構件的穩(wěn)定性。
2.3.2 出現(xiàn)裂縫的危害
混凝土裂縫主要是指構件裂縫,如混凝土板中形成的板裂縫、鋼筋骨架裂縫及鋼筋剪力墻裂縫。鋼筋構件在施工過程中一旦產生各種程度、不同類型的裂縫,將對鋼筋構件形成潛在危害。而鋼筋構件一旦產生裂縫,會使大氣中的超臨界二氧化碳迅速滲入鋼筋內,從而加速鋼筋的碳化速率,使鋼筋提早發(fā)生腐蝕。一旦鋼筋產生裂縫,相應的化學介質、電基本類型、非均勻分布物質就會進入裂縫中,在鋼筋的表層引起電化反應,進而縮短鋼筋的使用壽命。此外,明顯的裂縫也會嚴重影響建筑的整體外形和使用效果,使用戶形成不安全感。
施工時需要綜合分析混凝土澆筑時可能形成裂縫的因素,并學會運用先進的工程知識合理地設計施工結構。全面地檢驗、研究建筑構件,掌握構件應力與強度變動產生裂縫的情況,配筋需要符合構件承重要求,不足時應加大鋼筋數(shù)量。為降低由于溫度變化形成的混凝土裂縫也可采取永久式伸縮方法。施工單位必須全面分析、考核設計方案,全面考核其科學性,確保施工構件強度超過規(guī)范的施工技術標準,最大程度地減少混凝土裂縫。
(1)在某些新建的建筑物中,頂層的屋面和外墻都比較容易形成裂縫,而導致這種裂縫的最主要因素就是高溫影響。通常由于高溫作用,導致建筑構件產生的裂縫均出現(xiàn)在墻面和頂部,特別是在建筑的兩端。在縱向墻面和橫向墻面上也易產生高溫裂縫,而比較長的裂縫能夠橫跨兩層樓面。較為普遍的溫度裂縫發(fā)展形勢是斜向裂縫,特點為中間寬、兩頭細;而水平方向發(fā)展的溫度裂縫,特點為兩頭寬、中間細。隨著建筑外部溫度改變,在不同的建筑類型和建筑物結構中,受溫度環(huán)境影響會形成不同的形態(tài)變化,變形過程中也會受外界影響形成溫度裂縫。
(2)混凝土在施工過程中,如施工單位不能根據(jù)相關規(guī)定做好混凝土結構保養(yǎng),特別是較大體量的混凝土保養(yǎng)操作不嚴格,極易造成結構開裂。同樣,在秋冬時節(jié)施工也不能忽略溫度對混凝土的影響,可在混凝土中添加外加劑,以改善混凝土受溫度變化的影響。高強度混凝土添加劑含量過高、水化熱大,則會導致混凝土內的溫度升高,若混凝土溫度超過70℃,會產生膨脹,外部高溫驟然下降時,在熱脹冷縮的作用下形成裂縫。
如建筑地基不平整,會使結構板的承受力形成很大的剪力,再加上構件強度、澆筑質量和建筑材料不合格,導致結構板上出現(xiàn)裂縫。地基裂縫的成因大致是:軟土地基的基礎形式不均勻產生下沉、結構中各個組成部分之間的承載力不均勻產生下沉、地基不平衡使鄰近地面的承載力不均勻產生下沉、高層住宅和塔樓的各種基礎形式導致結構單元間產生下沉。
(1)混凝土澆筑不密實會產生蜂窩,形成各種受力裂縫。
(2)混凝土拌和、運輸時間過久,水分揮發(fā),造成混凝土在施工時的坍落度過低,致使混凝土中產生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。
(3)混凝土在初期養(yǎng)護時驟然干燥,混凝土和大氣接觸面上就會產生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。
(4)若模板拆除得過早,會使構件實際的重力荷載低于自身的重力荷載,因而產生裂縫。
(1)結構性開裂,即由荷載造成的開裂。這些裂縫和荷載直接相關,說明建筑結構承載力可能出現(xiàn)問題,包括結構設計不科學合理、建筑過程中的不可抗力因素和建筑材料應用不合理等。
(2)非結構性斷裂,即由變化所生成的斷裂。此類斷裂一般占主體,并在結構內形成自應力,而當此應力大于混凝土結構所允許的拉應力時,混凝土的內部結構也會形成此斷裂。裂縫發(fā)生后,即使變形問題獲得了滿意或部分改善,應力條也會出現(xiàn)松弛,從而引起建筑構件強度降低。其影響因素包括溫度變化、混凝土結構收縮、地面不平衡下沉等。
(1)工程結構設計方面。在項目的施工流程中,研究工程結構設計環(huán)節(jié)極其關鍵。在設計混凝土構件時,由于缺乏科學的計算,造成建筑構件的實際受力狀況與計劃受力狀況之間差距很大,同時,由于建筑結構的設計強度不夠、配筋計量有誤等都可能是混凝土結構產生裂縫的主要因素。此外,由于工程設計人員專業(yè)素養(yǎng)不足,缺乏認真的工作態(tài)度,以及作業(yè)過程中缺少標準化,都是引起施工設計規(guī)范化程度不夠的主要原因。
(2)材料應用方面。在房屋建筑過程中,建筑材料的應用與管理涵蓋了建筑工程的許多方面,特別要注意在高利潤的驅動下,容易發(fā)生建筑材料產品采購質量不合格、建筑材料搭配方式不合理、建筑材料的管理方法不科學等問題。
(3)施工技術方面。由于混凝土的水分揮發(fā)和干燥問題,在拌和、運輸、施工和振搗等環(huán)節(jié)中都存在著一定的施工質量問題。此外,在澆筑過程中若出現(xiàn)操作不合理引起澆筑失敗的情形,也極易造成混凝土裂縫。
(1)在屋面上設置保溫板材或隔熱層。
(2)在屋面上適當部位設置控制縫,控制縫的距離在30m以內。
(3)當通過現(xiàn)澆方法設置挑檐高度超過12m時,應該設置間隔縫,并且一定要保證間隔縫的長度超過20m。
(4)可以設定合適的灰縫厚度或鋼筋直徑。
(5)已經產生的裂縫,或因溫度變化造成的裂縫,盡管并不會影響建筑的整體功用,但是,會影響整個建筑的整體外形或整體結構的耐久性,需要采取適當?shù)霓k法加以處理。對于數(shù)量不多且長度不大的墻體裂縫,需要先將縫隙表面的塵土或浮渣清除干凈,再通過加壓砂漿的方法加以修補。
(1)合理設置沉降縫。凡是不同荷載、不同高度和不同面積的建筑物都必須從基礎部分出發(fā),設置不同的沉降縫,使之單獨下沉,以減少混凝土裂縫。
(2)通過提高建筑上部構件硬度來提高外墻的抗剪硬度。在基層處和各層的窗口上設有圈柱,可通過砂漿澆水潤濕,以促進混凝土的和易性,從而增加混凝土強度與飽和度,提高層與層間的黏性,進而增加外墻的抗剪硬度。
(3)做好地面探槽管理工作。針對較復雜結構的地基工程,在基礎施工時需要先經過普通釬探,一旦探出較柔軟的部分,則需要經過強化處理,處理完畢以后再開始基礎施工。
在混凝土硬化的過程中,必須做好自然保護、蓄熱保養(yǎng),通過引氣劑在混凝土中均勻散布泡沫。對受凍嚴重的結構必須做好密封后,再進行澆筑。嚴格控制混凝土的配比和運輸時間,從而減少混凝土裂縫。
(1)材料供應管理。在購買建筑材料時,確保建筑材料的品質合格,并將經濟效益和社會效益相結合,按照建筑材料行業(yè)的標準規(guī)范,對進入施工現(xiàn)場的建筑材料進行檢測,為房屋建筑工程質量打下良好的基礎。
(2)注意材料的合理搭配。必須嚴格控制用料比例,根據(jù)施工實踐比較、分析,合理調配建筑材料的種類,以促進混凝土生產工作順利開展。而且,在使用混凝土建筑材料時,相應的管理人員與施工人員最好親自到現(xiàn)場進行實地考察,全面、系統(tǒng)地分析建筑施工現(xiàn)場混凝土的構件工藝,適時調節(jié)混凝土施工原料比例。
(3)為了有效防止混凝土產生裂縫,可以相應地提高混凝土的防離析能力、可泵性及防滲性能,可考慮在混凝土中加入某些長效減水劑,以降低混凝土的滲漏現(xiàn)象。
(4)要注意剛成型混凝土的保護工作。在生產、養(yǎng)護剛成型的混凝土時,可采取適當?shù)谋卮胧?,以減少混凝土開裂。
為減少混凝土中產生裂縫,施工單位必須要做好施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督工作。建立完善的管理制度,充分發(fā)揮監(jiān)管功能,提高監(jiān)督管理工作的全面性和有效性。
綜上所述,混凝土裂縫是影響施工質量的主要原因,而混凝土開裂的原因,不但與設計、施工等環(huán)節(jié)相關,還與施工設施的保養(yǎng)、使用等密切相關?;炷列纬闪芽p會導致混凝土碳化、鋼材嚴重腐蝕,甚至削弱了建筑物的抗?jié)B能力,進而影響建筑的正常使用功能。為更加合理地控制混凝土的工程質量,施工單位應仔細調研裂縫狀況,并采取相應的措施防止混凝土產生裂縫,提高建筑物自身的耐久性與結構穩(wěn)定性。