房屋裂缝现象中混凝土施工技术探究

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　　 【摘要】房屋建筑中，裂缝现象的产生多是由于混凝土的质量问题与施工不当。裂缝的存在，常常导致建筑内部的钢筋等材料遭到腐蚀，建材的承载能力、抗渗能力以及耐久度大大降低，严重影响了建筑物的外观、坚固性与使用寿命，甚至威胁到房屋使用者的生命与财产安全。要解决房屋裂缝问题，不但要严格控制产品质量，加强施工过程的管理与监控，更要注意施工的技术方法。
　　 【关键字】混凝土；房屋裂缝；施工技术；控制措施
　　
　　 由于建筑物的破坏多始于裂缝，因此房屋裂缝对住户和使用者产生了很大威胁和不良影响。如何解决混凝土裂缝问题引起了业界人士的普遍关注，下面将对裂缝产生原因进行分析，并提出几点解决方案。
　　 1 混凝土技术中房屋裂缝现象产生原因
　　 混凝土是一种用胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常是指以水泥作为胶凝材料，砂、石作为集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土。混凝土在荷载或者温湿度作用下会产生变形，这是此工程材料的一个固有性质。混凝土可有两类变形，一类是荷载作用下的受力变形，另一类与受力无关，称为体积变形，如混凝土收缩以及温度变化引起的变形，这两类变形都易造成裂缝。根据混凝土的组成、微观构造及外界环境影响的不同，混凝土导致房屋裂缝现象有以下几个原因：
　　 1.1 混凝土在荷载作用下的受力变形
　　 荷载作用下的受力变形是指单调短期加载成的变形、长期荷载作用下的变形以及多次重复加载造成的变形。例如，当楼面支承结构制约了钢筋混凝土楼板的收缩时，若板内应力超过混凝土极限，则会产生裂缝。又如，上荷载时混凝土若还未达到规定终凝时间，将有很大可能导致混凝土楼板的严重变形，甚至直接造成楼板的断裂，而对钢筋保护不到位、大梁两侧楼板沉降不均匀等因素，也会促使板面负担过大，产生裂缝。
　　 1.2 混凝土在温度变化下的变形
　　 混凝土在水化时会产生大量的热量，即水化热。这些热量很难散发出去，因此会使混凝土内外温差增大，造成形变。混凝土的抗拉强度较低，一旦其形变超过了承受极限，就会产生裂缝。而且，周围环境变化，如太阳暴晒、冰雪天气时，混凝土将产生相应热胀冷缩反应，当热胀冷缩到一定程度，会使混凝土过度形变，因而出现裂缝甚至断裂；大风或高温天气时，混凝土表面水分蒸发速度大幅加快，导致内部混凝土水化热非常高，浇筑完成后几小时内，混凝土依然处于塑性状态，极易因塑性收缩产生裂缝；昼夜温差过大、持续时间过长也会导致混凝土在疲劳的情况下产生低应力裂缝。
　　 1.3 混凝土结构基础不均匀
　　 混凝土的结构基础不均匀，长时间下会发生沉陷，而沉陷可能会进一步发展，造成裂缝的出现和扩大。
　　 1.4 混凝土配合比不合理
　　 混凝土配合比决定着其强度和耐久性等。水泥、水、细掺料、集料、外加剂等的比例对混凝土质量有很大影响。砂的细度模数影响混凝土的砂率和用水量，而砂率高、用水量大，则坍落度损失快，易导致裂缝。混凝土减水剂、泵送剂等外加品种对混凝土收缩也可能有一定负面影响，当减水剂用于改善混凝土的易活性或增大坍落度时，混凝土的收缩会略有增加，特别在早期对混凝土影响较大，从而导致裂缝的出现。
　　 1.5 混凝土构件超载
　　 混凝土构件截面过小或者钢筋抗压强度较低将导致构件荷载超过规定，这时构件有压曲等现象时，可能会承受不住受拉侧的压力，因此出现裂缝。
　　 1.6 骨料、钢筋等的化学反应
　　 当混凝土内水泥中碱性氧化物的含量较高时，它会与混凝土骨料间产生一系列引起膨胀的化学反应，当膨胀达到一定程度的时候，混凝土可能被拉裂，从而产生裂缝；混凝土中的钢筋在强碱环境中，表面会生成一层难容的钝化膜Fe(OH)2,这层膜能对钢筋起到保护作用，使其难以生锈。当混凝土中的碱度降低，难以生成钝化膜，就会导致钢筋生锈，引起膨胀，因而出现裂缝；混凝土化学腐蚀产生的裂缝主要是由于混凝土中的水泥受腐蚀后产生膨胀，从而导致裂缝。
　　 1.7 施工前后混凝土处理及养护不当
　　 施工过程中，混凝土过度振捣，则模板会过度干燥，导致吸水量过大，引起混凝土塑性收缩，因而产生裂缝；浇捣时抹平压光过度，则混凝土细骨料大量浮到表面，形成的水泥浆层与二氧化碳反应，产物碳酸钙体积减小，使混凝土表面发生碳水化收缩而龟裂；养护不当，如养护过迟，则混凝土表面水分过度挥发，导致体积急剧收缩而发生开裂。
　　 2 房屋裂缝的预防
　　 2.1 结合实际的房屋结构设计
　　 在施工前的设计中就应当充分考虑到建筑物的各方面情况，合理定位其受力情况。优先采用中低强度混凝土材料，而非高强度混凝土，其最佳强度等级范围为C20-C35。设计过程中针对混凝土最薄弱位置进行预先考虑和处理，准确估计应力强度、荷载及温度等因素，从而提高构件的强度及抗裂度。建筑的楼板、凸角、阳角等处，要合理设置抗温度筋，采用小直径、低密度方案。
　　 2.2 科学的建筑材料选择
　　 2.2.1 水泥的选择和用量
　　 选择中热硅酸盐水泥或者低矿渣硅酸盐水泥，以减少混凝土内部与表面之间的温差，防止混凝土产生大量水化热，从而导致裂缝。另外，设计强度可考虑用56天抗压强度代替28天抗压强度，以减少水泥的用量。
　　 2.2.2 骨料的选择
　　 骨料对混凝土的许多重要性能，如强度、耐久性、体积稳定性和极限拉伸等都会产生相当大，甚至决定性的影响。混凝土的抗压强度随着粗骨料最大粒径的增大而降低，因此，在配置高强混凝土时，最好不要采用粒径较大的粗骨料，而是采用粒径小于20mm的粗骨料。混凝土的热膨胀系数同骨料的热膨胀系数紧密相关，在混凝土配合比的设计中，应当根据实际施工项目对温度变化的不同要求，选择不同矿物的骨料，来减少混凝土因为温度应力而产生的裂缝。合理的混凝土配合比设计，以及在满足施工条件下尽可能提高骨料的体积含量，都是减少混凝土收缩的有力措施，也是控制裂缝的先决条件。
　　 2.2.3 掺合料的选择
　　 粉煤灰作为一种对混凝土性能可以产生重大影响的基本材料，能够改善和提高混凝土质量，节省消耗的能源和资源。在混凝土中掺入粉煤灰可以减少水泥用量，大幅降低水泥产生的整体水化热，减小混凝土的内外温差，控制混凝土的最大自约束应力，防止由于自约束应力过大产生的温度应力裂缝。但是，粉煤灰的掺量最好控制在30%以内，并尽量延长养护时间。磨细矿渣粉的掺入也会使水泥的水化热得到一定降低。
　　 2.2.4 合理的配合比
　　 合理的配合比可使混凝土达到一个较好的质量水准，而不合格的配合比所配得的混凝土很可能难以满足建筑施工的要求，无法达到房屋建筑物对于强度、耐久度等的要求。为降低水泥整体的水化热，可在满足泵送混凝土的流动性标注后，使用小水灰比的配合比。
　　 2.3 优良的施工技术
　　 2.3.1 搅拌方法
　　 采用净浆裹石工艺的二次投料，可以防止水分在水泥面上的聚集，使硬化后的过渡层粘结力变大，从而提高混凝土的强度，同时可减少水泥用量，降低水化热，减少裂缝的发生。
　　 2.3.2 浇筑方法
　　混凝土浇筑工程中，要绝对避免向已搅拌完成的混凝土中再次加水。按照自然流淌、水平分层、分段定点、薄层浇筑、持续推移、一次到顶等浇筑方法，在浇筑过程中，一旦发现混凝土的质量不合格，必须立即退回搅拌站，不得继续进行浇筑。要把握好混凝土的分层厚度，在上一层混凝土已覆盖好后，才允许进行新一层的浇筑，以保证上下层浇筑满足初凝时间限制，防止因上下层浇筑间隔时间过长而导致混凝土裂缝的出现。另外，天气变化剧烈会对浇筑质量产生影响，因此，浇筑应选择在适宜的气候、温度条件下进行。

　　 2.3.3 振捣技术
　　 混凝土的振捣共有三道工序，分别为混凝土的坡角、坡中间和坡顶。若要使振捣达到预计效果，应该合理设置三道振捣的位置及它们间的相互配合，准确把握振捣时间和振捣棒插入的深度，即快插慢拔，插入深度最佳为插进下层混凝土50mm以上，振捣棒的移动间距大约400mm。混凝土紧实后，用刮杠将混凝土表面刮平，撒上碎石，最后搓平。终凝前的二次震动可排出种种原因下混凝土中产生的水分与空隙，提高混凝土的粘结力和抗裂性。
　　 2.3.4 控制混凝土温度
　　 在目前的建筑工程中，应该选用更良的骨料级配以减少混凝土热量的产生。在混凝土搅拌、浇筑过程中，应随时注意控制热量散发，加入冷水或者用水冷却碎石、埋入冷水管等方法都可有效降低混凝土温度。
　　 2.3.5 准确把握约束
　　 为提高混凝土浇筑模板的周转率，在施工时一般会尽可能早的拆模。但是在混凝土浇筑过程中，会产生大量水化热，大大提高其表面温度，而水化热的散发将在混凝土表面产生很大拉应力。拆模时，混凝土表面温度很快降低，但又将附加一定拉应力，加大混凝土表面出现裂缝的可能性，严重影响混凝土的质量，因此，拆模后最好在混凝土表面覆盖保温的材料，防止热量散失过快而使混凝土表面拉应力过大，从而有效避免裂缝的出现。
　　 2.4 加强施工管理
　　 根据设计要求详细制定施工方案，在施工过程中，工人应严格执行此施工方案，避免因操作偏差而导致的混凝土质量问题。
　　 3 房屋裂缝的修补方法
　　 3.1 表面修补法
　　 如果混凝土裂缝没有影响到整个结构的承载能力和稳定性，可以采用表面修补法。在裂缝表面刷上沥青等防腐材料，或涂抹泥浆和环氧胶泥，并且覆盖玻璃纤维布，在修补裂缝的同时起到保护作用，防止再次裂缝。
　　 3.2 灌浆、嵌缝法
　　 灌浆、嵌缝法的处理方法是：沿着裂缝凿出一道槽，在这道槽中填入刚性或塑性的防水材料以封堵裂缝。常见的刚性材料如水泥砂浆，塑性的则有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等。
　　 3.3 结构加固法
　　 结构加固法多在裂缝已影响到混凝土结构的稳定性和承载能力时使用。主要的处理方法有粘贴钢板加固、喷射混凝土补强加固、增设支点加固等。
　　 4 结论
　　 总而言之，房屋裂缝的存在严重影响了房屋的坚固性与使用性能，而在混凝土结构建筑中，裂缝是一种很普遍的现象。但是，裂缝问题并不是不可避免的。在施工时，应当科学选料、改良施工技术并且严格控制施工过程，施工后要做好混凝土的养护，才能有效避免混凝土裂缝现象的出现，保障工程质量。
　　 参考文献
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