淺析混凝土施工中的裂縫控制

21世紀的中國，隨著社會的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提升、科學技術的大力發(fā)展和社會運作效率的不斷提高，國家的建設步伐越來越快，城鎮(zhèn)化進程大步向前，人口也不斷向一、二線城市遷徙，向區(qū)域中心城市集中。隨著人口密度的增大以及新開發(fā)用地的難以取得，高層寫字樓的地位越來越重要。這既是城市化進程中非常重要的一步，也是我國公共資源中非常重要的一環(huán)，對于提高人民生活質(zhì)量、促進社會的和諧共進和穩(wěn)定發(fā)展有著非常重要的作用。建筑行業(yè)日趨成熟，已成為支撐全民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)之一，由此超高層建筑應運而生，但其也存在建筑規(guī)模大、結(jié)構(gòu)難度大、施工風險高、安全隱患高、管理模式經(jīng)驗不足等問題。混凝土由于自身的屬性，不僅成本低，而且有較好的耐用性，并且在實際的施工過程中易于取得，因此一直是整個建筑行業(yè)最常見的材料之一。但是混凝土本身有一個缺陷，即容易受牽拉而變形、抗拉壓的能力較差，受力不均勻時容易導致建筑物產(chǎn)生裂縫，并且如果縫隙過大便會引起建筑整體結(jié)構(gòu)的破壞，致使承載能力大大降低。而有許多因素如當天的天氣、濕度、地下條件等，都會對混凝土的性能有較大的影響。特別是當環(huán)境溫度處于25℃以上時，這時在灌注過程中產(chǎn)生裂縫的概率明顯上升，在凝結(jié)的過程中也易發(fā)生變形。因此在前期施工規(guī)劃時，便要依據(jù)當?shù)氐募竟?jié)特點，遵循力學原理和結(jié)構(gòu)設計原理，進行混凝土的施工技術規(guī)劃?；炷翝仓捻樌_展以及后續(xù)建設是整個安裝項目的重中之重。超高層建筑中的澆筑水平的控制為建筑的正常運作提供了保障基礎。近年來，在相關專業(yè)人員以及管理人員的努力下，我國的質(zhì)量控制、安全管理在建筑施工工程中取得了很大的進步。我國大量的管理學者和企業(yè)的管理層開始投入較多的時間、資金來重點研究適合我國發(fā)展的建筑裂縫質(zhì)量控制管理模式?？傮w而言，還是存在著控制水平參差不齊的現(xiàn)象。而造成這些問題的主要原因:一方面，導致砼裂縫發(fā)生的因素多種多樣。其施工有一定的復雜性與廣泛性，整個灌注施工項目中所涉及的部門與機構(gòu)非常復雜，而且互相之間有一定的合作、制約等。并且，裂縫的不穩(wěn)定性以及失去控制等問題，需要更深層次地探究裂縫出現(xiàn)的原因以及相應科學有效的防治方案。大型混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫發(fā)生機制及其預防和控制對建筑業(yè)的未來發(fā)展具有重要作用;另一方面，在結(jié)合國內(nèi)外優(yōu)秀的裂縫質(zhì)量控制管理方法與體系時，未能將自身的實際情況與所處環(huán)境很好地結(jié)合在一起，未能吸收國內(nèi)外的優(yōu)秀經(jīng)驗合適地運用到相關的具體施工管理案例中。一、混凝土概述(一)混凝土定義混凝土以水泥為主材，摻入一系列的化學物質(zhì)等，按照科學配置，由適當比例的堅硬人造石均勻攪拌而成，具有致密和硬化的形態(tài)特征。我國關于混凝土的概念主要指的是在結(jié)構(gòu)物最小實心尺寸至少為一米的材料，或由于溫度而形成凝膠材料變化而會造成裂縫的產(chǎn)生。國內(nèi)專家普遍認為，堅固的建筑物被傾倒在現(xiàn)場或地下建筑物和基礎設施中，容易導致裂縫的結(jié)構(gòu)收縮統(tǒng)稱為混凝土。在一些文獻中，混凝土的概念更加注重以下兩點:一是截面面積小，在所有方向上都必須至少大于八十厘米;二是由于溫度而導致的裂縫，通過砼構(gòu)造能夠達到。(二)混凝土特點1.混凝土在外界溫度或者濕度發(fā)生改變時，容易產(chǎn)生形變以及硬化。相關的地方可能會發(fā)生受力不均的狀況，在這些區(qū)域中水泥石的收縮率更大。在形狀變化的產(chǎn)生和內(nèi)部的約束中，存在有限變化的形變。如果超過了其形變極限，便會提高裂縫產(chǎn)生的概率。2.砼耐牽引性僅占耐壓性的10%，并且具有拉伸和變形的能力。另外，由于混凝土本身的尺寸和所用水泥的量，在鑄造過程中會迅速散發(fā)大量的熱量，但自身較低的散熱能力，內(nèi)部溫度較低，容易造成內(nèi)部溫度的極速上升，而內(nèi)外溫差極速增大，也容易造成裂縫的產(chǎn)生。在大多數(shù)情況下，外殼外部的溫度如果超過25度，內(nèi)部溫度的急劇升高將導致砼體積發(fā)生重大變化。在開始澆灌的時候，彈模較低，并且溫度升高引起的溫度應力相對較低。如果力大于其抗拉強度極限，則會發(fā)生裂紋并發(fā)生泄漏現(xiàn)象，嚴重的還會影響建筑的質(zhì)量安全，所以應爭取少次多量，盡量一次性地完成澆筑灌注，施工時須對施工方進行準確且有效的控制。3.大部分大型混凝土適用于建筑施工中的基礎工程。為了防止混凝土滲漏，因此制定了較高的規(guī)定。大規(guī)模的砼由于固體混凝土基礎設施的復雜性和框架的更多使用路徑，熱效率通常在工作中效率較低，并且鋼筋框架具有較大的直徑，而鋼筋傳導熱的能力較強，所以在與混凝土進行混合的過程中會進行收縮，容易在鋼筋接觸面產(chǎn)生輻射形狀的裂縫現(xiàn)象。二、混凝土裂縫原因(一)收縮裂縫在混凝土表面上會出現(xiàn)一些細小的、不規(guī)則的混凝土收縮裂縫。這是因為混凝土易于收縮，對施工過程具有重大作用。裂縫主要從形態(tài)上分為兩類:第一類是表面上能看到的裂縫。大型混凝土的內(nèi)部熱量緩慢散逸到外部，而外部表面與外界接觸，從而加速了散熱。表面上會形成溫度梯度，從而導致表面上的拉壓力和內(nèi)部壓力改變。此階段的混凝土壽命短且抗張強度低。如果由溫度差引起的表面張力應力此時超過混凝土的最大抗拉強度，則混凝土表面可能會出現(xiàn)裂紋。這些裂縫通常在混凝土的3~4天之內(nèi)發(fā)生;另一類是經(jīng)歷了裂縫，混凝土安裝已經(jīng)就位的幾天后，水解熱量和結(jié)構(gòu)的散熱率達到短期平衡，然后進入冷卻階段。(二)干縮裂縫收縮裂縫通常在混凝土固化后的某個時間或澆筑混凝土的一周后發(fā)生。收縮裂縫的發(fā)生主要原因是混凝土內(nèi)部和外部的水變形是不同的，導致了不同的變形?；炷潦芡饨鐥l件影響，表面水分流失過快，變形量大，而內(nèi)部水分移動和擴散較慢，水分變化越小，變形越小，表面收縮變形越大，在混凝土內(nèi)部受力，導致應力和裂縫增加，致使混凝土收縮裂紋容易發(fā)生。收縮裂紋多為平行、線性或網(wǎng)狀的淺裂紋。劈裂影響混凝土的承載能力等。混凝土的干收縮率主要與混凝土的水灰比、水泥的組成、水泥的量、骨料的性質(zhì)和量以及添加劑的量有關。(三)塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫通常出現(xiàn)在干熱或大風天氣中。塑性收縮是指混凝土凝固前水的快速流失而導致的表面收縮。裂紋大多中間寬、兩端薄、長度不同，是不連貫的。塑性收縮主要原因是混凝土在最終硬化之前幾乎沒有強度或抵抗力。剛硬化之后幾乎沒有抵抗力，剛完成凝固并且強度很小，在氣候較熱的時候或強風的影響下，混凝土表面失水太快而無法形成毛細管。塑性收縮裂紋通常出現(xiàn)在干熱或大風天氣中，這是混凝土凝固前水的快速流失導致的表面收縮。高負壓會大大收縮混凝土的體積，此時，混凝土的強度無法抵抗其去除，從而導致開裂。影響消除混凝土可塑性和開裂的關鍵因素包括混凝土材料的配比、氣候、溫度、濕度等。三、裂縫控制在當下建筑施工中存在的問題(一)影響質(zhì)量因素多建筑施工中的質(zhì)量管理主要集中在人、物、機、法、環(huán)這五個方面。因為其本身質(zhì)量要求以及客觀因素的不同，這五個方面也有千差萬別的不同，最終對施工項目施工質(zhì)量、進度和成本造成很大的影響，嚴重時還會造成事故、停工等。(二)質(zhì)量波動因素大由于混凝土對于質(zhì)量要求較高，所以只有原材料質(zhì)量過關、存儲得當，且在施工時采用合理的混凝土配比，才能提高質(zhì)量。如遇雨雪天氣、大風天氣，濕度溫度不適合影響材料特性，也會有很大的影響，都很難進行施工，必然會影響施工進度以及操作難度，因此質(zhì)量控制波動因素大。(三)檢驗手段的局限性建筑工程勞動密集，不僅技術要求高，技術更新?lián)Q代的速度特別快，對于質(zhì)量的要求也在逐漸提高。針對不同的混凝土結(jié)構(gòu)物，要選取不同的澆筑工藝，并且控制時間等，以減少內(nèi)外溫差造成的質(zhì)量波動。其中涉及非常多的隱蔽工程，極難檢驗，而建筑項目周期長、檢驗項目多、隱蔽工程多、檢驗技術要求高，因此需要相關人員要進行每一步的檢驗，沒有問題了才能進行下一步，才能保障項目的質(zhì)量，不留下安全隱患。(四)施工實體不能拆除檢驗建筑普遍是大型的工程項目，不能像其他零部件、半成品等進行拆除檢修，定期檢修維護難度高，而且不定因素多，增加安全隱患。因此只能盡量以預防為主，在施工前期進行科學、合理的規(guī)劃，在安裝過程中一定要及時對隱蔽工程進行驗收，并實行嚴格的監(jiān)管制度，對過程中產(chǎn)生的問題及時提出解決方案，將安全風險降到最低。(五)施工過程具有靈活可變性在施工過程中，由于跨度較大，溫度變化較劇烈，所以應隨時注意外界環(huán)境對混凝土裂縫產(chǎn)生的影響，隨時進行靈活工藝的調(diào)整。在混凝土的過程中，必須選擇合適的外部溫度澆水。例如，如果在使用過程中環(huán)境的外部溫度突然變化(如溫度突然下降等)，則必須采取適當?shù)谋Ｗo措施，以防止混凝土結(jié)構(gòu)因溫差太大而出現(xiàn)裂縫等情況。四、混凝土裂縫控制措施(一)我們一般需要嚴格選擇、控制水泥用量，盡量選用后期強度較高的水泥品種，以延緩峰值。在滿足混凝土力學特征、基礎性質(zhì)、標準規(guī)定等的前提下，降低混凝土的最高溫升，降低混凝土所受的應力。(二)可以根據(jù)設計要求選擇合適的混合物，添加一定量的混合物，如防水劑、膨脹劑、緩凝劑和其他添加劑。如果減少了其中水所占的比例，便可以降低裂縫產(chǎn)生的概率，增加凝結(jié)的時間。(三)選擇合適的材料混合比例，使用分級良好的原材料。如果能降低水灰比，即主要在混凝土中混合粉煤灰和摻合料，可以降低混凝土在灌注時產(chǎn)生的熱能，進而減少裂縫產(chǎn)生的概率。(四)選取施工工藝時候結(jié)合實際情況，綜合混凝土泵送方法。泵送的效率問題關系到混凝土的澆筑效率，一般這種逐級的推進澆筑模式，可以更好地適應泵送過程，簡化了混凝土的滲漏處理，并確保了上部的澆筑間隔，從而降低混凝土超過初始設定時間的概率。(五)對混凝土進入模具的時間進行嚴格的控制，最好在春季和秋季選擇以降低模具溫度。在施工過程中，可以通過噴灑少量水的辦法來降低溫度，并可以先將自來水倒入地下儲罐中冷卻。(六)加強技術管理和原材料檢驗，適應施工需求以及環(huán)境的變化。對于裂縫控制的管理不僅局限于施工過程中的安全質(zhì)量管理，對于前期的施工計劃、力學知識、結(jié)構(gòu)性特點、原材料零部件采購、配比調(diào)試以及竣工后的驗收和維護、相關培訓等也都應有相關人員進行負責。應嚴格遵守相關規(guī)章制度，按章施工。五、結(jié)語材料是構(gòu)成施工項目物質(zhì)基礎，是保障質(zhì)量安全的基石。為保障施工項目的質(zhì)量過關，在混凝土等相關灌注材料質(zhì)量控制上應高度重視，健全材料管理制度。在建筑工程混凝土的灌注實施前，應做好相應的預防工作和計劃，盡量降低可預料到的風險和隱患，降低裂縫發(fā)生的概率。而且裂縫控