房屋建筑工程坡屋面混凝土裂缝控制措施

房屋建筑屋面按其坡度设置一般分为平屋面和坡屋面两种形式。平屋顶形式不利于排水,在找坡时耗费大量的保温材料,且存在较为严重的裂缝和渗水等质量问题。对比之下,坡屋面坡度较大,排水畅通,且坡屋面阳光的照射角度大,对防水层的照射时间相应缩短,延长了防水材料的耐老化时间。同时也使建筑物立体形式多样,美化丰富了城市风景,也赋予建筑物美学功能。

混凝土在施工过程中存在着较多的微孔隙和裂缝,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,从而影响建筑物的外观、使用寿命。造成混凝土产生裂缝的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、不均匀沉陷等;有养护环境不当和内部化学作用引起的裂缝等。

为更好地提升房屋建筑工程坡屋面混凝土施工质量,需具体了解坡屋面容易产生裂缝的类型及原理,从而进行针对性处理,常见的混凝土裂缝主要分为以下五类:

一是干缩裂缝,在混凝土浇筑完毕一周左右的时间内。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀从而影响混凝土的耐久性。

二是沉陷裂缝,主要是由于模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与支撑体系有关,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。

三是温度裂缝,大多发在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑完成后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝。

四是塑性收缩裂缝,是指混凝土在凝结前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。产生的主要原因有:混凝土在终凝前强度很小,受高温或较大风力影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,从而产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有混凝土凝结时间、水灰比、风速、环境温度及湿度等。

五是化学反应引起的裂缝,碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与一些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而使体积增大,造成混凝土出现酥松、膨胀甚至开裂的现象。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难处理补救,因此在施工中应采取有效措施重点预防。

在了解混凝土裂缝产生的原因及类型之后,需要在具体施工过程中在以下几个方面加强重点控制,具体内容如下:

混凝土干缩裂缝预预防控制措施主要有:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥,降低水泥的用量;二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适且适当的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量不能大于配合比设计所给定的用水量;四是在混凝土结构中设置位置合适且数量适宜的收缩缝。五是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间,冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间。

混凝土沉陷裂缝预防控制措施主要有:模板应安装紧凑,模板的支设必须根据设计要求来确定支撑脚手架的标高。坡屋面脚手架的支设首先要进行计算,尤其是稳定性的计算。坡屋面的施工荷载要考虑水平分力的因素,脚手架要形成空间体系,并对该体系的抗侧向推力进行验算。该体系中的关键是控制水平拉杆的设置和受力立杆的传力途径,其稳定性、刚度不容忽视。在模板支撑体系支设时,底部的水平横梁、模板缝隙、标高、坡度是控制的重要环节。在冬季施工时需要注意温度对于施工过程质量的影响。

混凝土温度裂缝预防控制措施主要有:一是尽量选用低水化热水泥,二是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。四是改善混凝土的搅拌加工工艺,混凝土的浇筑温度。五是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。六是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。七是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,并加强过程质量监控。

塑性收缩裂缝预防控制措施主要有:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量;三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿润;四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护;五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,保证养护质量。

化学反应引起的裂缝预防控制措施主要有:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应;由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现,需要在施工过程中重点控制。

提升房屋建筑工程坡屋面混凝土施工质量需要重点在具体施工过程中加强裂缝控制,在专项施工方案编制、施工前技术交底、过程中施工质量跟踪管理、后期质量处理等方面引起重视,同时做好防水、保温等环节施工内容,有助于整体提升坡屋面施工质量。

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