混凝土的质量控制及结构裂缝常见问题分析

混凝土的质量控制及结构裂缝常见问题分析混凝土的质量控制及结构裂缝常见问题分析 曹辉 攀冶修建分公司土建项目部 邮编 摘要 摘要 混凝土结构在建筑工程中占有很大比重 在结构的安全 可靠度和耐久性方面起绝对的作用 因此 混凝土的质量控制至关重要 混凝土因其取材广泛 价格低廉 抗压强度高 可浇注成各种形状 并且耐火性 好 不易风化 养护费用低 成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一 本文针对工业建筑混凝 土的质量控制及结构裂缝常见问题进行分析 并在实际建筑过程中总结经验 提出解决方案 关键词 关键词 混凝土 质量 控制 混凝土结构 裂缝原因 预防措施 1 1 对原材料的质量控制对原材料的质量控制 混凝土是由水泥 砂 石 水组成 有的还有掺合料和外加剂 施工过程中应对组成 混凝土的原材料进行控制 使之符合相应的质量标准 1 11 1 水泥质量控制水泥质量控制 水泥在使用前 除应持有生产厂家的合格证外 还应做强度 凝结时间 安定性等常 规检验 检验合格方可使用 切勿先用后检或边用边检 不同品种的水泥要分别存储或堆 放 不得混合使用 大体积混凝土尽量选用低热或中热水泥 降低水化热 在钢筋混凝土 结构中 严禁使用含氯化物的水泥 1 21 2 骨料的质量控制骨料的质量控制 河砂等天然砂是建筑工程中的主要用砂 但随着河砂资源的减少和价格的上升 不少 工程已使用山砂和人工砂 用于混凝土的砂应控制泥和有机质的含量 砂进场后应做筛分 试验 含泥量试验 视比重试验 有机质含量试验 普通混凝土宜优先选用细度模数 2 4 2 6 之间的中砂 泵送混凝土用砂对 0 315mm 筛 孔的通过量不宜小于 15 且不大于 30 对 0 16mm 筛孔的通过量不应小于 5 石子一般选用粒径 4 75 40mm 的碎石或卵石 泵送高度超过 50mm 时 碎石最大粒径不 宜超过 25mm 卵石最大粒径不宜超过 30mm 石子进场后应做压碎值试验 筛分试验 针片 状含量试验 含泥量试验 视比重试验 储料场对不同规格 不同产地 不同品种的石子 应分别堆放 并有明显的标示 1 31 3 拌和混凝土用水拌和混凝土用水 拌合用水可使用自来水或不含有害杂质的天然水 不得使用污水搅拌混凝土 预拌混 凝土生产厂家不提倡使用经沉淀过滤处理的循环洗车废水 因为其中含有机油 外加剂等 各种杂质 并且含量不确定 容易使预拌混凝土质量出现难以控制的波动现象 1 41 4 外加剂质量控制外加剂质量控制 外加剂可改善混凝和易性 调节凝结时间 提高强度 改善耐久性 应根据使用目的 混凝土的性能要求 施工工艺及气候条件 结合混凝土的原材料性能 配合比以及对水泥 的适应性等因素 通过试验确定其品种和掺量 低温时产生结晶的外加剂在使用前应采取 防冻措施 预拌混凝土生产厂家不得直接使用粉状外加剂 应使用水性外加剂 1 51 5 掺合料质量控制掺合料质量控制 在混凝土中掺入掺合料 可节约水泥 并改善混凝土的性能 掺合料进场时 必须具 有质量证明书 按不同品种 等级分别存储在专用的仓罐内 并做好明显标记 防止受潮 和环境污染 2 2 混凝土配合比的控制混凝土配合比的控制 混凝土的配合比应根据设计的混凝土强度等级 耐久性 坍落度的要求 按 普通混 凝土配合比设计规程 经过试配确定 不得使用经验配合比 试验室应结合原材料实际情 况 确定一个既满足设计要求 又满足施工要求 同时经济合理的混凝土配合比 影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比 要控制混凝土质量 最重要的 是控制水泥用量和混凝土的水灰比两个主要环节 在相同配合比的情况下水泥强度等级越 高 混凝土的强度等级也越高 水灰比越大 混凝土的强度越低 增加用水量混凝土的坍落 度是增加了 但是混凝土的强度也下降了 泵送混凝土配合比应考虑混凝土运输时间 坍落度损失 输送泵的管径 泵送的垂直 高度和水平距离 弯头设置 泵送设备的技术条件 气温等因素 必要时应通过试泵送确 定 设计出合理的配合比后 要测定现场砂 石含水率 将设计配合比换算为施工配合比 3 3 混凝土浇筑质量的控制混凝土浇筑质量的控制 3 13 1 混凝土浇筑前 对有特殊要求 技术复杂 施工难度大混凝土浇筑前 对有特殊要求 技术复杂 施工难度大 例如基础 主体 技术 转换层 大体积混凝土和后浇带等部位 的结构应编制专项施工方案 的结构应编制专项施工方案 要认真审查方案中 的人员组织 混凝土配合比 混凝土的拌制 浇筑方法及养护措施 要认真检查模板支撑 系统的稳定性 检查模板 钢筋 预埋件 预留孔洞是否按按设计要求施工 其质量是否 达到施工质量验收规范要求 混凝土运到施工地点后 首先检查混凝土的坍落度 预拌混凝土应检查随车出料单 对强度等级 坍落度和其他性能不符合要求的混凝土不得使用 预拌混凝土中不得擅自加 水 试验人员要随机见证取样制作混凝土试件 试件的留置数量应符合规范要求 要留同 条件养护试块 拆模试块 3 23 2 浇筑混凝土时 严格控制浇筑流程 浇筑混凝土时 严格控制浇筑流程 合理安排施工工序 分层 分块浇筑 对已 浇筑的混凝土 在终凝前进行二次振动 提高粘结力和抗拉强度 并减少内部裂缝与气孔 提高抗裂性 二次振动完成后 板面要找平 排除板面多余的水分 若发现局部有漏振及 过振情况时 及时返工进行处理 混凝土浇灌过程中 注意检查混凝土振捣方法是否正确 是否存在漏振或振动太久的 情况 并随时观察模板及其支架 看是否有变形 漏浆 下沿或扣件松动等异常情况 如 有应立即采取措施进行处理 严重时应马上停止施工 3 33 3 加强混凝土的养护 加强混凝土的养护 混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件 保温能减 少混凝土表面的热扩散 降低混凝土表层的温差 防止表面裂缝 混凝土浇筑后 及时用 湿润的草帘 麻袋等覆盖 并注意洒水养护 延长养护时间 保证混凝土表面缓慢冷却 在高温季节泵送时 宜及时用湿草袋覆盖混凝土 尤其在中午阳光直射时 宜加强覆盖养 护 以避免表面快速硬化后 产生混凝土表面温度和收缩裂缝 在寒冷季节 混凝土表面 应设草帘覆盖保温措施 以防止寒潮袭击 4 混凝土工程质量的验收混凝土工程质量的验收 混凝土工程完成且质量控制资料齐全后 应根据质量保证资料 混凝土结构实体质量 和设计文件 现行 混凝土强度检验评定标准 GBJ107 混凝土结构工程施工质量验收 规范 GB50204 2002 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2001 的规定 对混 凝土结构工程的施工质量进行检查 评估与验收 5 5 常见混凝土裂缝原因分析常见混凝土裂缝原因分析 5 15 1 材料质量材料质量 材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥 砂 石等质量不好 若工程上用了这些不合格的材料就会导致 豆腐渣工程 只有把好了材料的质量关 工程 质量才会在根本上得到保证 5 25 2 地基变形地基变形 在钢筋混凝土结构中 造成开裂主要原因是不均匀沉降 裂缝的大小 形状 方向决定与地基变形的情况 由于地基变形的应力相对较大 使的裂缝一般是贯穿 性的 5 35 3 施工工艺施工工艺 施工工艺着重强调以下几点 1 水分蒸发 水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因 2 混 凝 土是一种人造混合材料 其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和 密实程度 因此混凝土的搅拌 运输 浇灌 振实各道工序中的任何缺陷和疏漏 都可能 使裂缝产生的直接或间接原因 3 模板构造不当 漏水 漏浆 支撑刚度不足 支撑的地基下沉 过拆模等都有可能造成 混凝土开裂 施工过程中 钢筋表面污染 混凝土保护层太大或太小 浇灌中碰撞钢筋使 其移位等都可能引起裂缝 4 混凝土养护 特别是早期养护质量与裂缝关系密切 早期表面干燥可使其内外温度较大 更容易产生裂缝 5 45 4 结构受荷结构受荷 结构受荷后产生裂缝的因素很多 施工中和使用都可能出现裂缝 例 如早期受震 拆模过早或方法不当 构件堆放 运输 吊装时的垫块或吊点位置不当 施 工超载 张拉应力值过大等均可能产生裂缝 而最常见的是钢筋混凝土梁 板等受弯构件 在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝 普通钢筋混凝土构件在承受了 30 一 40 的设 计荷载 就可能出现裂缝 肉眼一般不能察觉 而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载 的 1 5 倍以上 所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的 这类裂缝有的文献 称之为无害裂缝 在钢筋混凝土设计规范中 分别不同情况规定裂缝的最大宽度为 0 2 一 0 3nun 对那些宽度超过规范规定的裂缝 以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为 有害 需加以认真分析 慎重处理 5 55 5 设计构造设计构造 结构构件断面突变或因开洞 留槽引起应力集中 构造处理不当现浇主 梁在搁次梁处如没有设附加箍筋或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混 凝土开裂 5 65 6 湿度变形裂缝湿度变形裂缝 普通混凝土在空气中硬结时 体积会发生收缩 由此而在构件内 产生拉应力 在早期混凝土强度较低时 混凝土收缩值最大 因此 若构件早期养护不良 极易产生收缩裂缝 这类裂缝 在现浇剪力墙 水池底 壁等工程结构中最为常见 5 75 7 徐变裂缝徐变裂缝 结构构件在内应力的作用下 除瞬时弹性变形外 其变形值随时间的 延长而增加的现象称为徐变变形 据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用 其长期变形 值可增加 2 3 倍 因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力 造成裂缝的出现 预应力构 件因徐变会产生较大的应力损失 降低了结构的抗裂性能 此类裂缝常见于受弯构件的拉 区 其特征与承受荷载出现裂缝相同 5 85 8 施工方面施工方面 由于施工原因造成裂缝出现的因素很多 如混凝土结构养护不良或养 护时间不够 水灰比过大 水泥或外加剂加入量过大 搅拌时间不够 振捣不实 钢筋表 面污染 保护层过小或过大 任意留置施工缝且不按规定处理 后期施工扰动前期混凝土 构件内外温差大 未采取有效措施 在不宜施工的气候条件下 勉强施工等 6 6 预防措施预防措施 6 16 1 材料选用材料选用 1 水泥 应选用水化热较低的水泥 严禁使用安全性不合格水泥 2 粗骨料 宜用表面粗糙 质地坚硬的石料 级配良好 孔隙率小 无碱性反应 有害物质 及粘土含量不超过规定 3 细骨料 宜用颗粒较粗 孔隙较小 含泥量较低的中砂 4 外掺料 宜采用减水剂等外加剂 以改善混凝土工作性能 降低用水量 减少收缩 6 26 2 配料配料 1 配合比设计 采用低水灰比 低用水量 以减少混凝土的收缩 2 禁止任意增加水用量 3 配制混凝土时计量应准确 要严格控制灰比和水泥用量 搅拌要均匀 离析的混凝土必 须重新拌匀后 方可浇灌 6 36 3 配筋配筋 钢筋配置应严格按施工图施工 尤其重视以下各点 1 从塑性铰区延性考虑钢筋品种 规格 数量的改变 代用 必须考虑对构件抗裂性能的 影响 做到强度弱梁 2 钢筋位置要正确 保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂 钢筋间距过大易引起钢筋 之间的混凝土开裂 6 46 4 模板工程模板工程 钢筋混凝土结构裂缝的预防 在模板工程中应注意以下各点 1 模板构造要合理 防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝 2 模板和支架要有足够的刚度 防止施工荷载 特别是动荷载 作用下 模板变形过大造成 开裂 3 合理掌握拆模时间 拆模时间不能过早 应保证早龄期混凝土不损坏或开裂 但也不能 太晚 尽可能不要错过混凝土水化热峰值 6 56 5 混凝土浇筑混凝土浇筑 1 混凝土浇筑时应防止离析显现 振捣应均匀 适度 2 加强混凝土的早期养护时间 在气温高 湿度低或风速大的条件下 更应及早进行喷水 养护 当浇水养护有困难时 或者不能保证其充分湿润时 可采用覆盖保温等方法 6 66 6 施工技术施工技术 1 加强地基的检查与验收工作 基坑开挖后及时通知勘察及设计单位到场验收 对较复杂 的地基 设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探 当探出有不利地质情况时 必须先对其 加固处理 并经验收后 方可进行下一步施工 2 开挖基槽时 要注意不扰动其原状结构 合理安排施工顺序 相邻建 构 筑物间距较近 时 一般应先施工较深基础 以防止基坑开挖破坏已建基础的地基 7 7 结束语结束语 混凝土施工过程中 加强对原材料的质量控制 并及时对施工现场进行工序检查及控 制 有针对性地采取预防措施 尽可能采取有效的技术措施控制裂缝 使结构尽量不出现 裂缝