薄壁混凝土裂缝产生原因及防治对策.pdf

薄壁混凝土裂缝产生原因及防治对策成千兵(甘肃省水利水电工程局有限责任公司 甘肃 兰州)摘 要:薄壁混凝土是在水厂工程建设中应用较为广泛 但受限于诸多因素影响 容易出现混凝土裂缝问题 一旦出现裂缝 可能导致渗漏水 威胁到结构整体稳定性 因此 需要从设计、施工、原材料等角度做好质量管控 并选择合理可靠的混凝土裂缝防治措施 以求最大程度上预防和控制混凝土裂缝问题 提升工程总体质量 延长其使用寿命 通过对薄壁混凝土裂缝产生原因进行分析 并针对性提出若干改善建议 以求提升薄壁混凝土施工质量关键词:防治对策 薄壁混凝土 裂缝问题 环境因素 混凝土振捣 养护中图分类号:文献标识码:文章编号:()混凝土是一种广泛应用于建筑和工程领域的材料 而薄壁混凝土是其中一种常用的结构形式 此种结构在水工建筑中应用较广 能够有效地避免渗漏问题 而且后期维修便捷 然而 在使用过程中薄壁混凝土可能会出现裂缝 这不仅会影响混凝土外观质量 更会对其强度和耐久性造成负面影响导致水工建筑物的使用寿命随之缩短 因此 了解薄壁混凝土裂缝产生的原因以及相应的防治对策对于保障其使用效果至关重要 工程概况甘肃省平凉市灵台县坷台水厂改造扩建工程主要包括净水车间、加压泵站、清水池、污泥浓缩间、污泥脱水间、管理楼等建筑物 本工程净水车间网格反应池池壁、沉淀池、过滤池池壁厚度均为 双层钢筋网布设 为薄壁结构对于薄壁混凝土而言 控制薄壁混凝土的浇筑质量将直接决定混凝土外观质量缺陷发生率的高低 薄壁混凝土裂缝防治的重要性 薄壁混凝土的定义薄壁混凝土是指厚度相对较小、长度和宽度较大的混凝土结构 通常用于建筑物的非承重部分如墙体、隔断、装饰等 薄壁混凝土结构的厚度通常在 之间 相比于传统的混凝土结构 其具有自重轻、施工方便、造型多样等特点薄壁混凝土的制作工艺与普通混凝土相似 但由于其厚度较小 为了保证其强度和稳定性 通常使用高强度混凝土或添加适量的钢筋等材料进行加固薄壁混凝土在建筑装饰和隔断领域得到了广泛应用如办公室隔断、家居装饰、商业空间等 其具有设计灵活、施工方便、造型美观等优点 越来越受到人们的喜爱和青睐 薄壁混凝土裂缝防治的重要性薄壁混凝土在使用过程中 容易出现各种类型的裂缝 如收缩裂缝、温度裂缝、荷载裂缝等 这些裂缝不仅会影响薄壁混凝土的美观度和使用寿命更会对其强度和耐久性造成负面影响 因此 对薄壁混凝土裂缝的防治显得尤为重要 裂缝会对薄壁混凝土的承载能力产生影响 在承受外力作用时裂缝的存在会使得应力集中 导致薄壁混凝土的强度降低 从而使其承载能力下降 裂缝会使得薄壁混凝土表面变得不平整 影响其美观度 而且裂缝会使得水分和氧气渗透到混凝土内部 从而加速薄壁混凝土的老化和破坏 影响其使用寿命 因此 对薄壁混凝土裂缝的防治 不仅能够保障薄壁混凝土的使用效果 更能够提高其强度和耐久性从而延长其使用寿命 薄壁混凝土裂缝产生的原因 环境温度影响环境温度是薄壁混凝土裂缝产生的重要原因之一 温度的变化会导致混凝土的体积发生变化 从而产生应力和应变 当温度上升时 混凝土会膨胀产生内部应力 当温度下降时 混凝土会收缩 产生外部应力 这些应力和应变会导致混凝土表面出现裂缝 结合实践经验来看 环境温度在 以上时 水泥水化热效应明显加剧 导致混凝土内部温度快速升高 而混凝土冷却时由于内外温差大会导致混凝土表面出现裂缝 在夏季、月份施工 中午最高气温甚至达到了 露天石子表面温度也在 左右 混凝土出机口温度 因此混凝土水化热后内部温度较高 出现裂缝的概率较大 具体来说 环境温度对薄壁混凝土裂缝的影响有以下几点:)温度梯度:温度梯度是指混凝土内外温度差异的大小 当混凝土表面的温度与内部温度存在较大差异时 容易导致混凝土产生热应力和 建材发展导向 年 月第 卷第 期热应变 从而导致裂缝的出现)温度变化率:混凝土对温度变化的敏感度较高 当温度的变化速率较快时 混凝土内部的应力和应变也会较大 容易导致裂缝产生)季节性温度变化:在季节性温度变化的情况下 混凝土受到的温度影响也会发生变化 尤其是在冬季低温环境下 混凝土容易受到冻融循环的影响 从而导致裂缝的产生 混凝土收缩与膨胀混凝土收缩与膨胀是导致薄壁混凝土裂缝产生的重要原因之一 由于混凝土属于脆性材料 抗拉强度仅仅是抗压强度/左右 出现裂缝概率较大 混凝土在硬化过程中会发生收缩和膨胀现象 而这些现象会产生内部应力和应变 导致混凝土表面出现裂缝 具体来看 混凝土的水分含量对收缩和膨胀具有重要影响 当混凝土水分含量过高或过低时 会导致混凝土体积发生变化 产生应力和应变 从而导致裂缝的出现 如果水池池壁混凝土收缩变形 提前浇筑的底板混凝土收缩变形趋于稳定状态 在底板混凝土和池壁混凝土接触结合成一体时 将会对池壁混凝土内部产生一种和约束力相对抗的应力 在两种应力作用下 一旦拉应力超出混凝土自身极限抗拉强度 将会导致池壁收缩裂缝出现 混凝土中的材料成分也会对收缩和膨胀产生影响 如果在混凝土中加入了矿物掺合料 或者控制薄壁混凝土的水灰比 可以有效减少混凝土的收缩和膨胀 混凝土的硬化时间也会对收缩和膨胀产生影响 如果混凝土的硬化时间过长、过短很容易导致混凝土表面出现裂缝 原材料质量不符合要求原材料质量不符合要求也是导致薄壁混凝土裂缝产生的一个重要原因 如果使用的水泥、砂子、石子等原材料质量不合格 可能会导致混凝土的强度不足 容易出现裂缝 部分施工单位为了降低成本 可能出现以次充好的现象 导致原材料质量不符合要求 后期施工中薄壁混凝土容易产生裂缝水泥是混凝土中最重要的原材料之一 如果水泥质量不合格 可能会导致混凝土强度不足 容易出现裂缝 砂子是混凝土中的细骨料 含泥量过大或者颗粒不均匀 容易导致混凝土的强度不足 增加裂缝出现的概率 石子是混凝土中的粗骨料 石子压碎值指标不合格等问题 容易导致混凝土强度不足诱发裂缝 结构设计不合理如果结构设计不合理 可能会导致混凝土承受过大的外力 从而导致裂缝的产生 结构设计不合理导致薄壁混凝土裂缝产生的具体原因如下:)结构荷载设计不合理:如果结构设计的荷载过大或者过小 就容易导致混凝土承受过大或者过小的外力从而导致裂缝产生)结构构造设计不合理:如果结构设计的构造不合理 如墙体厚度过薄、支撑不充分等 就会导致混凝土承受的外力不均匀 容易产生裂缝)施工方式设计不合理:如果施工方式设计不合理 如浇筑方式、浇注高度等 就容易导致混凝土内部出现空洞、孔洞等问题 从而导致裂缝产生另外 除了上述因素以外 施工前期技术交底不充分 会导致部分人员对技术要求和标准理解存在偏差 后期施工中出现操作不规范的情况 埋下质量隐患 导致混凝土裂缝出现 但一般情况下此类问题通过重新技术交底后即可解决 混凝土振捣水平差混凝土在振捣时需要保证振捣的水平 否则就会导致混凝土内部结构不均匀 从而产生裂缝 混凝土振捣水平差导致薄壁混凝土裂缝产生的具体原因如下)振捣机器选型不合理:振捣机器的选型不合理 振动力过大或过小 会导致混凝土振捣不平从而产生裂缝)振捣过程中的操作问题:振捣过程中操作不规范、振捣力度不均等问题 也容易导致混凝土振捣不平 从而产生裂缝)模板松动:在振捣过程中 模板松动也容易导致混凝土振捣不平 从而产生裂缝 而在本工程项目中 通过施工员现场调查发现 发现多数振捣工接受过岗前培训但个别混凝土施工班组人员领悟能力差 未能严格遵循技术交底要求进行施工 存在漏振、过振现象薄壁混凝土漏振、过振容易产生蜂窝现象 混凝土保护层不足混凝土保护层是指在钢筋表面周围覆盖一定厚度的混凝土层 可以保护钢筋不受外界环境和介质的侵蚀和破坏 从而提高结构的耐久性和抗裂性如果薄壁混凝土结构中的混凝土保护层不足 将会导致混凝土内部的钢筋遭受氧化、腐蚀等环境破坏同时也会引发混凝土的龟裂和破坏 因此混凝土裂缝产生的原因之一就是混凝土保护层不足 混凝土保护层不足的原因可能是施工过程中的误差或者设计不合理 比如施工时混凝土振捣不当 使得混凝土保护层过薄或者出现空洞 钢筋的布置位置和数量设计不当 导致混凝土保护层不足 在施工过程中混凝土搅拌和浇筑过程中 过程不当导致混凝土保护层的形成不完整等 在工程施工现场 经过 小组成员何冬冬现场检查发现 混凝土保护层厚度并不符合要求 如图 具体表现在净水车间网格反应池部分侧墙钢筋保护层垫块厚度不足 混凝土保护层没有达到设计要求 影响结构构件受力混凝土容易产生裂缝 年 月第 卷第 期 建材发展导向 养护不到位薄壁混凝土裂缝产生的原因之一是养护不到位养护是指在混凝土构件浇筑完成后 为了使混凝土在固化过程中保持足够的湿度和温度条件 以保证混凝土结构的正常成型和正常使用性能 进行的一系列措施和活动 养护不到位是指混凝土浇筑后未能采取适当的措施进行充分的养护 导致混凝土过早失去水分 使得混凝土的强度发展不充分 裂缝易于产生 混凝土养护不到位的原因可能是因为施工过程中时间紧张 为了快速完成工程而省略了养护措施 或者施工人员缺乏充分的养护知识和意识未能正确执行养护措施 此外 天气等自然因素也可能对养护产生不利影响养护不到位是导致薄壁混凝土裂缝产生的原因之一 因为养护不到位会导致混凝土中的水分过早蒸发 使混凝土表面变干 混凝土的体积会产生变化 从而导致混凝土发生裂缝 在薄壁混凝土结构中 由于混凝土厚度较小 表面积较大 导致薄壁混凝土更容易受到养护不到位的影响而产生裂缝图 混凝土保护层垫块厚度不足 薄壁混凝土裂缝防治的有效对策 增加混凝土中钢筋含量在薄壁混凝土结构中 增加混凝土中钢筋的含量是一种有效的防止裂缝的对策 钢筋是混凝土结构中的一种重要增强材料 可以提高混凝土的抗拉强度 从而减少裂缝的产生 钢筋的加入可以改变混凝土的力学性质 提高混凝土的刚度和强度 对减小薄壁混凝土结构的裂缝起到重要的作用 一般情况下 混凝土结构中的钢筋含量应该根据工程设计和使用要求来确定 如果在设计阶段就合理确定了混凝土的钢筋含量 可以在一定程度上避免薄壁混凝土结构的裂缝产生 当然 在施工过程中 也需要保证混凝土的配合比、制作质量等符合要求 避免出现质量问题 否则即使增加了钢筋含量也难以达到预期效果 加强混凝土原材料质量管控混凝土原材料的质量直接影响着混凝土的强度和耐久性 因此合格的原材料是保证混凝土工程质量的基础 如果混凝土原材料质量不符合要求 可能会导致混凝土内部存在孔隙、缺陷等问题 从而降低混凝土的强度和耐久性 进而导致裂缝的产生因此 在混凝土施工前 必须对原材料进行质量检查和筛选 具体做法包括)选择符合标准的原材料 根据国家标准要求 选用标准化生产的水泥、砂、石等原材料 确保其质量稳定可靠)严格按照配合比要求进行配料 在混凝土配合比中 每种原材料的比例都有一定的要求 如果不按照配合比要求进行配料 将会影响混凝土的质量)保证原材料的水分 在混凝土制作过程中原材料的水分对混凝土的质量影响很大 因此在混凝土制作前要确保原材料的水分符合要求 另外 应加强对原材料的质量检测 在混凝土施工过程中 要对原材料进行质量检测 进入现场前分类检验 符合要求后方可运输到施工现场分类存放并做好存放措施 从源头上确保原材料质量符合要求 加强结构设计和施工质量管理为有效防止薄壁混凝土裂缝 必须加强结构设计和施工质量管理 首先 在结构设计阶段 应充分考虑薄壁混凝土的力学特性和使用环境 合理确定结构的形式、尺寸、配筋等参数 确保结构的稳定性和抗裂性 同时 对于较大跨度的薄壁混凝土结构 应采取有效的支撑措施 防止结构变形和裂缝的发生 在施工质量管理方面 应加强对施工过程中各项工序的质量控制 确保混凝土的均匀性和强度 避免出现因振捣水平差、养护不到位等原因引起的裂缝 同时 在施工现场应设置检查站和质量监测点 对混凝土的浇筑、振捣、养护等过程进行全面监测和控制 及时发现并解决问题 加强施工环境因素防控环境因素包括了气温、湿度、降雨等自然因素以及人为因素如施工场地环境、施工设备等 这些因素会对混凝土的硬化和固化过程产生影响 从而影响混凝土的质量和裂缝产生的可能性 对此 可以在施工场地周围设置遮挡物 控制日照和风速减少环境温度和湿度的波动 根据气象预报和天气状况 合理安排施工计划 避免在高温、低温、高湿度、强风等不利环境下进行混凝土施工 严格控制混凝土的浇筑时间和振捣时间 避免在天气条件较差的时候进行混凝土施工 在混凝土浇筑后 加强保温措施 避免温度过快下降或过快上升 加强对施工现场的管理 对施工设备和工具进行维护和保养 避免对混凝土施工产生负面影响 此外 薄壁混凝土最佳施工温度在 以下 如果日最高气 建材发展导向 年 月第 卷第 期温在 以上 适合在傍晚或是清晨期间施工 并选择加冰降温措施来降低混凝土入仓温度 如果现场环境温度在 以上 则要立即停止施工 加强振捣过程规范性管控混凝土振捣是混凝土制作过程中必不可少的一环 振捣水平的好坏将直接影响混凝土的质量和性能 对薄壁混凝土而言更加重要 因此 要契合实际情况编制详细的混凝土工程振捣作业指导书 严格按要求振捣 坚持每仓混凝土浇筑前进行班前技术交底 并派技术员跟仓指导振捣作业保证混凝土浇筑强度 不漏振、过振 这个过程中 需要严格控制振捣的时间、频率、强度等参数 确保混凝土的密实性和均匀性 同时 还需注意振捣板和振捣器的尺寸、形状、重量等参数的选择和合理搭配避免过度振捣和过度密实 设置符合要求的混凝土保护层混凝土保护层是混凝土表面与周围环境之间的物理屏障 能够有效地保护混凝土表面免受环境侵蚀和损伤 防止混凝土表面的龟裂、酸碱侵蚀、冻融循环等现象 根据混凝土结构的不同要求 混凝土保护层的厚度也会有所不同 一般情况下 薄壁混凝土结构的混凝土保护层厚度应不小于 在混凝土施工中 应采用优质水泥、砂、石等原材料并按照一定的比例进行混合 以保证混凝土的强度和耐久性 混凝土保护层在施工中应采取严密的模板和骨架支撑 以避免混凝土振动和变形 增加钢筋垫块 确保垫块间距不大于 绑扎成型的钢筋网上人时应铺设钢板 加强混凝土养护控制薄壁混凝土施工后 应及时养护处理 避免混凝土干缩裂缝出现 收浆后及时洒水以及覆盖一层聚乙烯薄膜 根据实际情况适当延长混凝土养护时间 减少水分蒸发损失 减小混凝土内外温差 以此来降低混凝土裂缝出现概率 如图 图 混凝土养护 结语综上所述 薄壁混凝土施工中裂缝出现的原因是多样的 需要依据工程项目要求做好混凝土设计工作 加强原材料质量控制 并依据规范要求浇筑、振捣和养护 以此来提升薄壁混凝土施工质量参考文献:桓晓芳 混凝土常见外观质量缺陷与处理方法.技术与市场():杨文强 高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理.智能城市():何双福 桥梁工程的大体积混凝土施工技术与温控措施研究.山东工业技术():罗森洪 市政工程混凝土施工常见质量问题及预控措施.散装水泥():杨志强 公路与桥梁施工中混凝土表面缺陷及解决措施研究.运输经理世界():陈亮 浅谈建筑工程混凝土裂缝的成因及其防治措施.四川水泥():范月光 道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术研究.运输经理世界():李启超 公路沥青路面病害成因浅析及对策.城市地理():荣欣彭李 路桥设计施工中裂缝产生的原因及控制建议.运输经理世界():蒋卓耀 浅谈混凝土裂缝原因及施工控制.现代物业(上旬刊)():任露露 混凝土桥梁产生裂缝的原因分析.建筑与预算():张小刚解小峰李实 渠道大面积薄壁混凝土裂缝的预防及处理.科技风():梁万平 安哥拉 公路项目箱涵薄壁混凝土裂缝成因分析及预防措施.甘肃水利水电技术():钟平段征宇李坚等 三板溪水电站尾水隧洞薄壁混凝土衬砌裂缝控制.贵州水力发电():收稿日期:作者简介:成千兵()男甘肃张掖人本科主要从事水利水电工程施工及现场管理工作(责任编辑:熊云川)年 月第 卷第 期 建材发展导向