混凝土结构外墙裂缝控制工艺

混凝土结构外墙裂缝控制工艺

叶帅

北京市长城伟业投资开发有限公司 101400

本文主要目的是分析控制混凝土结构外墙裂缝的工艺，从混凝土裂缝形成的原因以及处理方法两个角度着手，对控制混凝土结构外墙裂缝施工工艺展开系统性阐述。在研究中，以某项目的主要影响因素作为案例构建模型，深入分析外界温度环境与混凝土收缩的影响。

关键词：混凝土结构；外墙裂缝；控制工艺

当前城市土地供给与土地需求之间的矛盾日益突出，导致高层与超高层建筑数量快速增加，此外，地下室的数量也获得大幅度上升。这些新型建筑工程出现，由于功能上的需求，要求少设置甚至是不设置伸缩缝，所以在施工过程中选择使用钢筋混凝土结构的工程越来越多，技术难题也日渐凸显。

1混凝土结构外墙裂缝成因

1.1施工材料影响

混凝土结构外墙施工中所使用的主要材料是水泥，近些年来我国在生产与检测水泥的时候，选择使用的标准是ISO水泥标准，这种标准是以国外科学技术较为先进的国家为基础而指定的。这些国家所使用的水泥基本是纯熟料水泥，在早期阶段具有很高的强度，但是我国的水泥生产与制造较为滞后，并且水泥熟料的质量较低，在大多数的水泥品种中都或多或少的添加了混合料，从而造成水泥的强度下降。通过对当前我国落实的各项项目工程看来，混凝土结构的外墙发生裂缝，其主要原因还是极为复杂的，难以在短时间内快速理顺清晰。大多数的混凝土结构外墙裂缝都是在项目工程实施过程中出现，工程的上部分位置尚未完成施工，可见因为荷载而导致裂缝出现的问题不大。在传统的建筑工程中，大体积混凝土施工数量较少，伴随着泵送混凝土技术的使用逐渐普及，混凝土大型箱形技术与以及高层建筑结构施工技术的使用规模和数量也不断增加，为当前建筑工程施工带来很大的技术支撑。

1.2温度作用影响

由于温度而导致的混凝土结构墙体出现裂缝，原因集中在两个方面，第一是季节更替，外界温度出现不同程度的变动从而引发裂缝，这些裂缝集中在山墙、屋盖等多个位置，并且随着季节的变化，这些裂缝还会表现出不用程度的增加，甚至是宽度也不断增加。第二是混凝土结构中因为水化热消退的速度呈现出不一致的现象，从而导致温度裂缝的出现，这类问题集中体现在混凝土结构的结构形状突变位置出现裂痕，此外在表面位置也出现不同程度的裂缝。混凝土结构施工期间墙体内部与外部存在着很大的温度差异，只要是存在的温度变化幅度加快的现象，都会使得内外形成温度差，从而导致混凝土导热系数降低，出现内外形变。

在浇筑混凝土的初期阶段，内部温度将会快速上升，并且出现体积膨胀的现象，从而造成压应力。降温的过程中内部体积快速收缩，拉应力超出混凝土所能够承受的抗拉强度，造成墙体发生开裂。

1.3设计阶段问题

在设计的时候思虑不够周全，构造措施存在欠缺，也将会导致混凝土结构出现裂缝。一般情况下，这些裂缝在设计与计算的过程中，很难会控制的精准，导致这些裂缝的主要原因还是因为构造措施存在的缺陷或者是结构布置方案。通过对当前设计阶段造成的问题进行分析，总结出以下几方面原因。第一，混凝土构造措施存在缺陷，造成混凝土结构出现裂痕。例如在混凝土结构的凹槽位置和凹角位置，较为容易出现应力集中，从而导致各种裂缝出现，尤其是在较少构造配筋位置或者是形式不当的位置，开裂已经成为常态。第二，混凝土概念设计的时候存在着思虑不周全的现象，造成混凝土结构出现很多裂缝。例如布置混凝土结构的时候存在着不恰当现象，在刚度突变位置或者是体量存在问题的位置，都会造成薄弱，受到小型干扰也将会发生裂缝。

2基于某项目分析温度与混凝土材料收缩的影响

2.1设计模型参数

在分析的时候，将选择使用ETABSV9.8结构分析软件完成，在数据分析与探究中主要是收缩效应和温差效应。在进行数据计算的时候，需要使用到的各类数据与参数主要如下：

第一，建筑工程外墙位置以及地下室底板位置的混凝土等级水平为C30，两者的弹性模量为3.0×104N/mm²。

第二，建筑工程室内楼板的裂缝控制最大限制值为0.3mm。

第三，建筑工程柱子施工作用的混凝土等级为C35，混凝土的弹性模量为3.35×104N/mm2。

第四，建筑工程所使用的钢筋种类为HRB400，设计完成的钢筋强度值为300N/mm²。

第五，混凝土的热膨胀系数值为1×10-5℃。

2.2项目工况分析

根据某土建项目的使用阶段和使用阶段存在的差异，在分析收缩效应和温差效应的时候，选择使用两种不同的方式展开。第一是对项目施工阶段混凝土结构各层温差情况进行分析。第二是对项目使用阶段混凝土结构的各层温差情况进行分析。将这两种分析结果共同计入到混凝土收缩的影响中。

2.3温度差异取值

混凝土材料的特性十分显著，基本上是热惰性材料，在很短的时间之内几乎不会对混凝土结构产生大规模的影响，所以在对温差进行取值的时候，主要是要对月平均温度进行分析，若是检测过于严格，想要获得更加精准的结果，那么要按照该省市气象条件测试周平均气温，同时与项目施工过程以及使用阶段的功能特性作为依据，作出判断。

分析项目施工阶段是否对主体合拢以后的情况作出考虑。项目施工过程中，将两道后浇带分别设置在横向和竖向两个位置，其结构也可以划分成为八个相对独立的单体，此时这八个独立单体将会完全暴露在外界自然环境之下，但是在单体结构当中的温度效应相对而言将会比整体的结构温度小很多。在工程开始施工之后，可以将其浇筑工作安排在春天或者是秋天这两个季节，取结构合拢的温度值为10℃，基本上可以确保混凝土结构的各个层面合拢温度保持相似或者是相同性，不会出现比较大的温度差异。

项目在使用阶段，混凝土结构的外墙部位以及屋顶位置缺少隔热与保温措施，内部构件最大负温差达到-5℃。在工程项目中，温差的形成主要是由温度的缓慢变化而形成的，借助于结构的变形约束力完成对构件的受力影响，此外还可以对混凝土结构的徐变应力松弛特性展开较为全面的考量。

2.4混凝土收缩量计算

混凝土收缩量在进行计算的时候，其关系表达式如下所示：

（公式2.1）

在公式2.1中，ε(∞)所表示的含义为混凝土在某个状态之下的最大收缩应变情况。0ε0(∞)所表示的含义为混凝土在标准的状态之下所呈现的最大收缩应变情况。ε0(∞)=3.24*10^-4。M_n所表示的含义为各种修正系数。

3混凝土外墙裂缝处理措施

3.1设计控制措施

通过上述分析可以得知混凝土结构的基本性能，对地下室底板位置按照面积的大小和功能的需求，详细划分成为多个不同数量的区块，完成后浇带设置，通过这种方式，可以显著的降低因为收缩或者是温度差异而形成的拉应力。在后浇带位置的构件钢筋要采取不截断的施工措施，并且要适当性的增加原配筋和15%的附加钢筋，将其深入到后浇带两侧位置大约1000mm的处。后浇带一般要选择使用结构部位稍高的微膨胀混凝土浇筑，施工期间需要妥善的支撑后浇两侧位置的构件，从而有效保障在施工过程中整体结构以及构件所承受的压力，实现其稳定性增加。为了规避混凝土结构超长而造成的收缩裂缝，在项目施工中要充分与建筑单体总平面布置情况相结合完成变形缝设置。在变形缝的位置需要完全断开混凝土结构。因为高层建筑工程具有较长的施工工期，顶板将会长期的裸露与自然环境下，受到外界温度变化的影响而出现裂缝。为了显著缩减这些问题，在该位置要断开混凝土。

3.2施工控制措施

在项目施工的过程之中，首先要对搅拌站进行严格的筛选，在工程开始之前要严格考察混凝土供应商的生产资质与生产能力，对混凝土配合比进行详细的计算与检验，保证将项目工程施工的质量提升。此外，在施工控制的过程之中，要与既有的施工经验相结合，选择多家搅拌站作为混凝土结构施工的原材料供应商，基于矿粉双掺，煤灰掺粉的叠加效应分析与比较混凝土的配合比，明确在混凝土结构施工当中所采取的双掺技术可行性与科学性。施工单位必须要逐车检查，混凝土的坍落度保证在现场浇筑施工中不会因为混凝土的问题而导致施工质量问题影响施工进度，坚决不使用不符合标准的混凝土。在控制混凝土结构裂缝的时候，目前疫情提出较多的控制措施，如跳仓法、加强振捣与养护、裂缝修补等等。

3.3混凝土结构裂缝处理

完成项目施工以后，要根据施工的进度安排组织监理单位、施工单位全面检查裂缝情况，选择使用40倍带光源读数显微镜对混凝土结构裂缝的宽度进行测量，并且对其分布情况进行处理。在修补完成混凝土结构裂缝以后，需要对外墙板采取防水措施进行处理，防水材料倘若是选择使用的复合防水涂层，那么应该在裂缝位置进行局部方式处理，完成防水施工以后，在一周之内回填土，施工中要规避不能破坏外防水材料。回填作业需要在三天之内完成，若是完成回填作业以后仍旧有外墙体暴露在大气环境之下，那么应该要对其实施保温绝湿措施处理。

结语

混凝土结构裂缝是不可避免的，在施工过程和后期维护与处理中应该立足于混凝土结构的基本特性，强化对影响因素的分析，进而有效的规避和降低混凝土裂缝问题出现。本文简要分析了混凝土结构外墙裂缝控制的工艺，旨在为混凝土结构裂缝处理提供借鉴。

参考文献：

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