期刊VIP學術指導 符合學術規范和道德
保障品質 保證專業,沒有后顧之憂
摘 要:現澆鋼筋混凝土樓板裂縫是常見的質量通病。施工中經常發現其結構表面出現龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。這些裂縫的出現不但影響樓板的抗滲能力,而且還會引起鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化,嚴重時甚至影響樓板的承載能力。所以,在施工中必須采取各種有效的措施和合理的方法來預防裂縫的出現,特別要避免有害裂縫的產生。本文主要從原材料控制以及施工操作方面來剖析裂縫產生的原因,探討施工中具體的預防措施。
關鍵詞:鋼筋混凝土,原因,預防措施
1.分析裂縫產生的原因
1.1混凝土的收縮變形使樓板產生裂縫
凝縮變形產生的裂縫發生在混凝土結硬前最初幾小時內,通常澆后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產生的裂縫,在梁、板中都有可能產生;另一類是塑性收縮裂縫,常出現在板中,裂縫逞不規則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產生的裂縫多與混凝土的泌水現象有關。
新澆筑的混凝土經壓實后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥結硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自由下沉,則僅使結硬后混凝土的體積減少,并不會產生裂縫。
塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當水分蒸發速度超過了泌水速度時,就會產生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發速度的因素(如氣溫高、相對濕度低、風速大以及混凝土中溫度高于周圍空氣溫度)都會促使塑性收縮裂縫的發生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達1~2mm。這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現,因為角部的干縮不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現與板邊呈45°的一系列平行裂縫。
1.2硬化過程中的干縮和水化作用引起的自身收縮
自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當長的時間約1~2a才會出現,它是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發散失,而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對濕度降低和體積減少;水灰比的變化對干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當混凝土的水灰比降低時干燥收縮減少,而自身收縮增大。如當水灰比大于0.5時,其自身干燥作用和自身收縮與干縮相比可以忽略不計;但是當水灰比減少到0.35時,混凝土內相對濕度會很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則相接近。在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應變將導致彈性拉應力,拉應力可被近似看作彈性模量與應變的乘積;當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,材料出現開裂。但是由于混凝土的粘彈性(徐變),部分應力釋放,徐變產生的應力松馳后的殘余應力才是決定混凝土是否開裂的關鍵。
1.3施工方法不當使樓板產生裂縫
1.31施工荷載過于集中
在樓板混凝土剛剛失去塑性但強度還沒有達到一定程度時,最容易受到損害,造成無法修復的缺陷,需要很好的保護。現代施工節奏較快,往往在混凝土剛剛終凝時即開始上層施工,大量的施工材料、機具、人員等施工荷載,特別是高層結構使用的鋼制大模板,經常在樓板中間位置集中堆放,造成樓板中間部位出現大量不規則的微小裂縫。
1.32上人操作時間過早
有時為了搶工期,施工人員往往在樓板混凝土強度尚未達到規范要求的1.2MPa時,即開始在上面施工作業,這時樓板受到動荷載的作用,必然在混凝土內部產生微裂縫。
1.33模板與支撐有間隙
近年來建筑樓板施工多采用竹膠板做模板,竹膠板鋪設后應使用釘子與下面的木方支撐肋釘牢固,否則竹膠板與木方之間會產生空隙,當受到上部壓力時,竹膠板會下陷變形(俗稱“喘氣”)。混凝土澆注過程中因荷載較小,有時模板不變形,當樓板再承受施工活荷載時,就會產生變形,從而導致樓板混凝土裂縫。
1.34拆除墻角模板方法不當
當上層墻體拆除角部鋼模板時,施工人員往往圖方便,將拆下的角模板直接推倒砸在樓板上,巨大的沖擊力經常導致樓板角部出現環狀的密集微裂縫。
1.35板內埋管集中
現代樓房設計中多采用將各類強電、弱電管線在樓板內暗敷的方式,經常出現樓板內電氣埋管集中的現象,集中的塑料埋管占據了較大的樓板截面,形成局部薄弱帶,在混凝土終凝前往往在塑料管彈性力作用下產生與管線走向一致的樓板裂縫。
1.36重物沖擊
在使用塔吊向新澆注的樓板上吊運鋼筋、電焊機、料箱(斗)等重量較大的物體時,經常由于指揮控制不當以及下部未墊方木等原因,物體下落速度較快,導致重物直接沖擊樓板,產生樓板裂縫。
2.裂縫的預防措施
2.1嚴格控制原材料的質量,認真做好各項原材料的檢測試驗工作,不合格的材料堅決不用;采用級配合理的粗細骨料,嚴格控制骨料中的含泥量。控制粗骨料中活性二氧化硅和活性碳酸鹽含量,減少混凝土堿骨料反應引起裂縫。細骨料選用級配好的中砂或中粗砂,嚴禁使用粉砂。粗細骨料級配越好,空隙率越小,總表面積越小,混凝土的用水量和水泥用量就可以減少,水化熱降低,溫度裂縫就將隨之減少。同時,骨料中的含泥量也要嚴格限制,避免水泥漿收縮,而增加裂縫的機率。
2.2嚴格控制混凝土的配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的粗細骨料,通過控制孔隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度。配制的混凝土用水量大,坍落度就大,混凝土流動性好,但是混凝土硬化過程中收縮就越大,容易產生裂縫。因此在滿足混凝土流動性、黏聚性和保水性的同時,盡量減少用水量、降低水灰比,這是減少收縮裂縫的根本措施。
2.3在混凝土澆筑和振搗前,應先將基層和模板澆水濕透,避免其過多吸收水分;振搗過程中應盡量做到既振搗充分又應避免過振。建議對澆筑后的混凝土進行二次振搗,以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,減少內部微裂縫的形成和發展,提高混凝土與鋼筋的握裹力,增加混凝土的密實度,可以使混凝土的抗壓強度提高10%~20%之間,從而提高抗裂性。
2.4混凝土樓板澆筑完畢后,要加強對樓面混凝土的養護和監督工作。對板面應及時用材料覆蓋、保溫,及時養護,防止強風和烈日曝曬。另外,混凝土樓板澆筑完畢后,禁止在混凝土表面撒干水泥抹面。進行適當的二次抹面,可以控制混凝土初凝后出現的細微干縮裂縫的進一步開展,并使之縫合,從而可以大大降低裂縫發生的幾率。
2.5控制樓板彈性變形及支座負彎矩的產生。嚴格施工操作程序,不盲目趕工,杜絕過早上荷載和過早拆模。在澆搗樓板混凝土時鋪設操作平臺,防止施工操作人員直接踩踏上層負彎鋼筋。澆筑和振搗過程中更要派專人維護鋼筋,隨時將位置不正確的鋼筋進行復位,嚴格控制板面負彎矩鋼筋的保護層厚度。通過在梁兩側板的面層內配置通長的鋼筋網片,承受支座負彎矩,避免產生裂縫。
2.6后澆帶施工時應認真領會設計意圖,制定專項施工方案。按規矩支設模板,避免出現斜茬;按設計圖紙要求留企口縫,剔除后澆帶兩側的疏松混凝土,使新舊混凝土結合緊密;將施工中踩踏的鋼筋恢復到原位;使用高一標號的微膨脹混凝土澆筑后澆帶。
2.7管線敷設時應盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處設置線盒,在多根管線的交匯處采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,保證管線之間的混凝土振搗密實。對于較粗的管線或多根管線的交匯處,交匯處的混凝土截面大量削弱,可按預留孔洞構造要求在四周上下增設井字形抗裂構造鋼筋。
3.結語
綜上所述,通過嚴格控制原材料質量,加強施工操作方面的管理,嚴格按現行規范要求進行施工,可以避免絕大部分樓板裂縫的產生。現澆混凝土樓板要想徹底消除裂縫現象,尚有待不斷提高施工技術和積累經驗,進行技術創新,找出更為科學的解決方法,才能有效地消除裂縫。