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在建筑工程領域,混凝土是最為常用的建筑材料之一,其質量直接關系到整個建筑物的結構安全與耐久性。然而,在混凝土施工過程中,常常會出現裂縫問題,這不僅影響建筑物的外觀,更嚴重的是可能削弱結構的承載能力,埋下安全隱患。今天,砼家張博結合經驗豐富的老師傅為大家詳細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,有些施工人員為了圖一時方便,擅自加水來提高混凝土的流動性。這種看似簡單的操作,實則帶來了極大的危害。水灰比是混凝土配合比中的關鍵參數,它直接影響混凝土的強度、耐久性等性能。當水灰比增大時,混凝土硬化過程中的收縮量會顯著增加。在混凝土內部結構逐漸形成的過程中,過多的水分在蒸發后會留下大量孔隙,導致混凝土體積減小,從而產生結構裂縫。這些裂縫往往呈現出網狀或長短不一的不規則形狀,嚴重破壞了混凝土的整體性。例如,在一些大型建筑的基礎施工中,如果隨意改變水灰比,可能會使基礎出現裂縫,進而影響整個建筑物的穩定性。
二、混凝土攪拌與運輸時長過久
混凝土的攪拌運輸需要嚴格控制時間。當攪拌運輸時間過長時,混凝土中的水分會大量蒸發。水分的散失會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性,會出現不規則的收縮裂縫。想象一下,混凝土就像一個失水過多的生命體,其內部結構因水分不足而變得脆弱,無法承受自身的收縮應力,從而產生裂縫。這種情況在遠距離運輸混凝土或者施工現場調度不暢導致混凝土長時間等待澆筑時較為常見。
三、不規范模板作業
(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,在承受混凝土的側向壓力時,就會發生變形。而混凝土會按照變形后的模板形狀凝固,從而產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,如果模板的強度和剛度不夠,柱子表面就可能出現豎向的裂縫,這不僅影響柱子的外觀,還會降低其承載能力。
(二)施工時拆模過早:
混凝土的強度是隨著時間逐漸增長的,在其強度未達到一定標準時拆模,是非常危險的行為。當混凝土強度不足時,構件在自身重力或施工荷載的作用下,就容易產生裂縫。例如,在拆除樓板模板時,如果過早拆除,樓板可能會因為承受不了自身重量而出現裂縫,嚴重時甚至會發生坍塌事故。
(三)模板支架壓實不足或支架剛度不足:
模板支架的穩定性對于混凝土澆筑至關重要。如果支架壓實不足或剛度不足,在澆筑混凝土后,支架會出現不均勻下沉的現象。這會導致混凝土表面出現裂縫,就如同地面不均勻沉降會使路面開裂一樣。在一些大面積的混凝土樓板澆筑工程中,如果支架系統存在問題,很容易出現這種因支架下沉而導致的裂縫。
(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,會導致混凝土收縮。這種收縮會產生塑性收縮裂縫。比如在炎熱干燥的天氣里,如果模板沒有提前淋水濕潤,混凝土在澆筑后就很容易出現這種裂縫,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)施工過程中的違規操作:
在施工現場,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具、材料,這可能會對已澆筑的混凝土產生局部壓力,導致裂縫產生。不了解預制結構受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝預制構件,或者不按設計圖紙施工,擅自更改結構施工順序,改變結構受力模式等,這些行為都會使混凝土結構內部應力發生變化,超出其承受范圍,從而產生裂縫。比如在裝配式建筑施工中,如果隨意改變預制構件的安裝順序,可能會導致整個結構的受力不均,出現裂縫。
(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于承受負彎矩起著關鍵作用。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,導致承受負彎矩的受力筋保護層加厚。這樣一來,構件的有效高度減小,承載力下降,在混凝土硬化后,就會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件中較為常見,會嚴重影響構件的使用性能和結構安全。
五、施工節奏過快
混凝土澆筑速度過快也是導致裂縫的一個因素。當澆筑速度過快時,如果混凝土流動性較低,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小時后,在鋼筋上面、墻與板、梁與柱交接處等部位出現裂縫,即沉降收縮裂縫。這些部位是結構應力較為集中的地方,不均勻沉降產生的應力集中會使混凝土產生裂縫。例如在框架結構的梁柱節點處,如果澆筑速度過快,很可能出現這種沉降收縮裂縫,影響節點的強度和整體性。
六、混凝土振搗不當
(一)振搗不密實、不均勻:
振搗是混凝土施工中的關鍵環節,其目的是使混凝土更加密實,排除內部的空氣和多余水分。如果振搗不密實、不均勻,混凝土內部就會出現蜂窩、麻面、空洞等缺陷。這些缺陷部位會成為鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點。因為在這些不密實的部位,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,又會進一步破壞混凝土結構,導致裂縫的產生和擴展。
(二)振搗時間不合理:
振搗時間過短,混凝土無法充分密實,會形成混凝土強度不足或不均勻的情況。而振搗時間太長,則會造成混凝土分層,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層。這樣一來,上下層混凝土的強度不均勻,上層混凝土由于細骨料較多,比下層混凝土有較大的干縮性。待水分蒸發后,容易形成塑性收縮裂縫。因此,在混凝土振搗過程中,必須嚴格控制振搗時間,根據混凝土的配合比、坍落度等因素確定合適的振搗時長,以確保混凝土的質量。
七、分段澆筑結合部處理不善
在混凝土分層或分段澆筑時,結合部的處理至關重要。如果結合部處理不好,就容易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。例如,當混凝土分層澆筑時,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,就會引起層面之間的水平裂縫。這是因為前后澆混凝土之間的粘結不牢固,在混凝土收縮或受力時,就會在結合部產生裂縫。同樣,在采用分段現澆時,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力小,或者后澆混凝土養護不到位,導致混凝土收縮,也會引起裂縫。在大型混凝土結構如橋梁、大壩等的施工中,分段澆筑結合部的處理是質量控制的重點環節,一旦出現裂縫,可能會影響整個結構的安全性和耐久性。
八、過度抹平壓光操作
在澆筑混凝土后,適當的抹平壓光是必要的,可以使混凝土表面更加平整美觀。然而,如果過分抹平壓光,就會使較多的細骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥漿層。空氣中的二氧化碳與水泥漿中的氫氧化鈣發生反應生成碳酸鈣,這個過程會導致硬化后期混凝土明顯收縮,即碳化收縮,從而出現開裂現象。這種裂縫一般在混凝土表面,呈細小的網狀,雖然不會立即對結構安全造成嚴重影響,但會影響混凝土的耐久性和外觀質量。
九、養護方式不正確
(一)養護措施不到位:
強制性規范要求混凝土養護要苫蓋并澆水,然而在實際施工中,很多時候并沒有嚴格執行。大多數情況是既不苫蓋,澆水也不能保證經常性濕潤。這樣會使混凝土初期表面失水過快,水泥由于缺乏必要的水化水,從而產生急劇的體積收縮。而此時的混凝土早期強度低,根本無法抵抗這種收縮應力,于是就產生了開裂。例如在一些室外混凝土道路施工中,如果養護不及時,路面很容易出現裂縫,影響道路的使用壽命。
(二)環境因素影響:
環境濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大等環境因素對混凝土養護極為不利。在這樣的環境下,混凝土水分蒸發速度很快,其收縮速度也會加快,容易出現收縮開裂。特別是在夏、冬兩季,晝夜溫差較大,如果養護不當,就很容易產生溫差裂縫。在夏季高溫時,混凝土表面溫度過高,內部溫度較低,這種溫度差會產生熱脹冷縮應力,當應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生裂縫。而在冬季,如果混凝土養護溫度過低,會導致混凝土早期受凍,也會產生裂縫。
十、混凝土早期凍害
冬季施工時,如果沒有采取必要的保溫措施,混凝土在早期就容易受凍。受凍后的混凝土會在表面出現裂紋,或局部剝落,或脫模后出現空鼓現象。這是因為水在結冰時體積會膨脹,混凝土中的水分結冰后會對周圍的混凝土結構產生擠壓應力,破壞混凝土的內部結構。例如在一些北方地區的冬季建筑施工中,如果忽視了混凝土的保溫工作,就可能會出現大量因早期受凍而損壞的混凝土構件,需要進行返工處理,不僅增加了施工成本,還延誤了工期。
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