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在建筑工程領(lǐng)域,混凝土是最為常用的建筑材料之一,其質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)安全與耐久性。然而,在混凝土施工過程中,常常會(huì)出現(xiàn)裂縫問題,這不僅影響建筑物的外觀,更嚴(yán)重的是可能削弱結(jié)構(gòu)的承載能力,埋下安全隱患。今天,砼家張博結(jié)合經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅為大家詳細(xì)剖析混凝土施工后開裂的原因。
一、施工期間隨意篡改水灰比
在泵送混凝土施工時(shí),有些施工人員為了圖一時(shí)方便,擅自加水來提高混凝土的流動(dòng)性。這種看似簡(jiǎn)單的操作,實(shí)則帶來了極大的危害。水灰比是混凝土配合比中的關(guān)鍵參數(shù),它直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性能。當(dāng)水灰比增大時(shí),混凝土硬化過程中的收縮量會(huì)顯著增加。在混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸形成的過程中,過多的水分在蒸發(fā)后會(huì)留下大量孔隙,導(dǎo)致混凝土體積減小,從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。這些裂縫往往呈現(xiàn)出網(wǎng)狀或長(zhǎng)短不一的不規(guī)則形狀,嚴(yán)重破壞了混凝土的整體性。例如,在一些大型建筑的基礎(chǔ)施工中,如果隨意改變水灰比,可能會(huì)使基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫,進(jìn)而影響整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性。
二、混凝土攪拌與運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)過久
混凝土的攪拌運(yùn)輸需要嚴(yán)格控制時(shí)間。當(dāng)攪拌運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),混凝土中的水分會(huì)大量蒸發(fā)。水分的散失會(huì)使混凝土的塌落度過低,原本適宜施工的混凝土變得干澀、難以操作。在這種情況下,混凝土在澆筑后由于缺乏足夠的水分來保證其均勻性和密實(shí)性,會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。想象一下,混凝土就像一個(gè)失水過多的生命體,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)因水分不足而變得脆弱,無法承受自身的收縮應(yīng)力,從而產(chǎn)生裂縫。這種情況在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸混凝土或者施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度不暢導(dǎo)致混凝土長(zhǎng)時(shí)間等待澆筑時(shí)較為常見。
三、不規(guī)范模板作業(yè)
(一)模板剛度不足:
模板在混凝土澆筑過程中起著支撐和塑形的重要作用。如果模板剛度不足,在承受混凝土的側(cè)向壓力時(shí),就會(huì)發(fā)生變形。而混凝土?xí)凑兆冃魏蟮哪0逍螤钅?,從而產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。比如在澆筑一些較高的混凝土柱時(shí),如果模板的強(qiáng)度和剛度不夠,柱子表面就可能出現(xiàn)豎向的裂縫,這不僅影響柱子的外觀,還會(huì)降低其承載能力。
(二)施工時(shí)拆模過早:
混凝土的強(qiáng)度是隨著時(shí)間逐漸增長(zhǎng)的,在其強(qiáng)度未達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)拆模,是非常危險(xiǎn)的行為。當(dāng)混凝土強(qiáng)度不足時(shí),構(gòu)件在自身重力或施工荷載的作用下,就容易產(chǎn)生裂縫。例如,在拆除樓板模板時(shí),如果過早拆除,樓板可能會(huì)因?yàn)槌惺懿涣俗陨碇亓慷霈F(xiàn)裂縫,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生坍塌事故。
(三)模板支架壓實(shí)不足或支架剛度不足:
模板支架的穩(wěn)定性對(duì)于混凝土澆筑至關(guān)重要。如果支架壓實(shí)不足或剛度不足,在澆筑混凝土后,支架會(huì)出現(xiàn)不均勻下沉的現(xiàn)象。這會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫,就如同地面不均勻沉降會(huì)使路面開裂一樣。在一些大面積的混凝土樓板澆筑工程中,如果支架系統(tǒng)存在問題,很容易出現(xiàn)這種因支架下沉而導(dǎo)致的裂縫。
(四)模板在澆筑前淋水不足:
模板在澆筑前如果過分干燥,在澆筑混凝土后,由于模板的吸水量大,會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮。這種收縮會(huì)產(chǎn)生塑性收縮裂縫。比如在炎熱干燥的天氣里,如果模板沒有提前淋水濕潤(rùn),混凝土在澆筑后就很容易出現(xiàn)這種裂縫,尤其是在混凝土表面較為明顯。
四、施工工藝不合理與管理無序
(一)施工過程中的違規(guī)操作:
在施工現(xiàn)場(chǎng),一些不合理的操作行為屢見不鮮。例如,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料,這可能會(huì)對(duì)已澆筑的混凝土產(chǎn)生局部壓力,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝預(yù)制構(gòu)件,或者不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式等,這些行為都會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化,超出其承受范圍,從而產(chǎn)生裂縫。比如在裝配式建筑施工中,如果隨意改變預(yù)制構(gòu)件的安裝順序,可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力不均,出現(xiàn)裂縫。
(二)亂踩已綁扎的上層鋼筋:
在混凝土澆筑前,已綁扎好的上層鋼筋對(duì)于承受負(fù)彎矩起著關(guān)鍵作用。然而,有些施工人員在施工過程中亂踩鋼筋,使鋼筋被踩彎、踩倒,導(dǎo)致承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚。這樣一來,構(gòu)件的有效高度減小,承載力下降,在混凝土硬化后,就會(huì)形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。這種裂縫在樓板等受彎構(gòu)件中較為常見,會(huì)嚴(yán)重影響構(gòu)件的使用性能和結(jié)構(gòu)安全。
五、施工節(jié)奏過快
混凝土澆筑速度過快也是導(dǎo)致裂縫的一個(gè)因素。當(dāng)澆筑速度過快時(shí),如果混凝土流動(dòng)性較低,在硬化前其沉降不足,而硬化后沉降過大。這種不均勻的沉降容易在澆筑數(shù)小時(shí)后,在鋼筋上面、墻與板、梁與柱交接處等部位出現(xiàn)裂縫,即沉降收縮裂縫。這些部位是結(jié)構(gòu)應(yīng)力較為集中的地方,不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力集中會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。例如在框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)處,如果澆筑速度過快,很可能出現(xiàn)這種沉降收縮裂縫,影響節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和整體性。
六、混凝土振搗不當(dāng)
(一)振搗不密實(shí)、不均勻:
振搗是混凝土施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其目的是使混凝土更加密實(shí),排除內(nèi)部的空氣和多余水分。如果振搗不密實(shí)、不均勻,混凝土內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞等缺陷。這些缺陷部位會(huì)成為鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點(diǎn)。因?yàn)樵谶@些不密實(shí)的部位,空氣和水分容易積聚,加速鋼筋的銹蝕,而銹蝕后的鋼筋體積膨脹,又會(huì)進(jìn)一步破壞混凝土結(jié)構(gòu),導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。
(二)振搗時(shí)間不合理:
振搗時(shí)間過短,混凝土無法充分密實(shí),會(huì)形成混凝土強(qiáng)度不足或不均勻的情況。而振搗時(shí)間太長(zhǎng),則會(huì)造成混凝土分層,粗骨料沉入底層,細(xì)骨料留在上層。這樣一來,上下層混凝土的強(qiáng)度不均勻,上層混凝土由于細(xì)骨料較多,比下層混凝土有較大的干縮性。待水分蒸發(fā)后,容易形成塑性收縮裂縫。因此,在混凝土振搗過程中,必須嚴(yán)格控制振搗時(shí)間,根據(jù)混凝土的配合比、坍落度等因素確定合適的振搗時(shí)長(zhǎng),以確?;炷恋馁|(zhì)量。
七、分段澆筑結(jié)合部處理不善
在混凝土分層或分段澆筑時(shí),結(jié)合部的處理至關(guān)重要。如果結(jié)合部處理不好,就容易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。例如,當(dāng)混凝土分層澆筑時(shí),如果后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑,就會(huì)引起層面之間的水平裂縫。這是因?yàn)榍昂鬂不炷林g的粘結(jié)不牢固,在混凝土收縮或受力時(shí),就會(huì)在結(jié)合部產(chǎn)生裂縫。同樣,在采用分段現(xiàn)澆時(shí),如果先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好,新舊混凝土之間粘結(jié)力小,或者后澆混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,導(dǎo)致混凝土收縮,也會(huì)引起裂縫。在大型混凝土結(jié)構(gòu)如橋梁、大壩等的施工中,分段澆筑結(jié)合部的處理是質(zhì)量控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)裂縫,可能會(huì)影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
八、過度抹平壓光操作
在澆筑混凝土后,適當(dāng)?shù)哪ㄆ綁汗馐潜匾?,可以使混凝土表面更加平整美觀。然而,如果過分抹平壓光,就會(huì)使較多的細(xì)骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥漿層??諝庵械亩趸寂c水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣,這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致硬化后期混凝土明顯收縮,即碳化收縮,從而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。這種裂縫一般在混凝土表面,呈細(xì)小的網(wǎng)狀,雖然不會(huì)立即對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成嚴(yán)重影響,但會(huì)影響混凝土的耐久性和外觀質(zhì)量。
九、養(yǎng)護(hù)方式不正確
(一)養(yǎng)護(hù)措施不到位:
強(qiáng)制性規(guī)范要求混凝土養(yǎng)護(hù)要苫蓋并澆水,然而在實(shí)際施工中,很多時(shí)候并沒有嚴(yán)格執(zhí)行。大多數(shù)情況是既不苫蓋,澆水也不能保證經(jīng)常性濕潤(rùn)。這樣會(huì)使混凝土初期表面失水過快,水泥由于缺乏必要的水化水,從而產(chǎn)生急劇的體積收縮。而此時(shí)的混凝土早期強(qiáng)度低,根本無法抵抗這種收縮應(yīng)力,于是就產(chǎn)生了開裂。例如在一些室外混凝土道路施工中,如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí),路面很容易出現(xiàn)裂縫,影響道路的使用壽命。
(二)環(huán)境因素影響:
環(huán)境濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大等環(huán)境因素對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)極為不利。在這樣的環(huán)境下,混凝土水分蒸發(fā)速度很快,其收縮速度也會(huì)加快,容易出現(xiàn)收縮開裂。特別是在夏、冬兩季,晝夜溫差較大,如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng),就很容易產(chǎn)生溫差裂縫。在夏季高溫時(shí),混凝土表面溫度過高,內(nèi)部溫度較低,這種溫度差會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。而在冬季,如果混凝土養(yǎng)護(hù)溫度過低,會(huì)導(dǎo)致混凝土早期受凍,也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
十、混凝土早期凍害
冬季施工時(shí),如果沒有采取必要的保溫措施,混凝土在早期就容易受凍。受凍后的混凝土?xí)诒砻娉霈F(xiàn)裂紋,或局部剝落,或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。這是因?yàn)樗诮Y(jié)冰時(shí)體積會(huì)膨脹,混凝土中的水分結(jié)冰后會(huì)對(duì)周圍的混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擠壓應(yīng)力,破壞混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如在一些北方地區(qū)的冬季建筑施工中,如果忽視了混凝土的保溫工作,就可能會(huì)出現(xiàn)大量因早期受凍而損壞的混凝土構(gòu)件,需要進(jìn)行返工處理,不僅增加了施工成本,還延誤了工期。
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