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摘 要: 随着城市化进程的进一步加快及住宅商品化的不断深入,人们越来越重视建筑工程质量。现阶段,高程建筑工程裂缝问题已经成为了各方关注的主要问题,特别是北方地区具有较大温差,且大多施工都选用泵送砼技术等,导致裂缝大量产生于现浇混凝土楼板上,降低建筑结构的承载力、耐久性及防水性。为减少裂缝,必须加强管理,并采取行之有效的措施进行处理。
一、混凝土裂缝产生原理及类型
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,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,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。
1、塑性收缩裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现,塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
塑性裂縫产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,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,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间,环境温度、风速、相对湿度等等。
2、沉降收缩裂缝。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致,或者因为模板刚度不足,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,裂缝呈梭形,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45度角方向发展,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。裂缝宽度宽度0.3~0.4mm,受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
3、温度裂缝。温度裂缝多发生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。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝士的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,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,混凝士表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
二、现浇混凝土楼板裂缝控制技术分析
1、预拌混凝土原材料控制
从混凝土内在原因看,影响现浇楼板混凝土裂缝产生的主要原因是混凝土的收缩,而影响预拌混凝土收缩的主要因素是原材料的品种、质量、配合比。如,水灰比的大小、水泥的品种、粗集料级配、砂率及含泥量、坍落度以及外加剂、掺和料的品种和掺量都直接影响预拌混凝土收缩,因此控制预拌混凝土原材料的品种、质量、配合比是现浇楼板混凝土产生裂缝的重要环节,在实际操作中我们主要从以下几个方面进行控制:
(1)粗集料石子0.5~3. 15cm,级配良好;砂率控制在40%以内,禁止使用细砂。
(2)掺和料采用粉煤灰,掺量每立方米不得大于水泥用量的15%,不得再添加其他矿粉。
(3)水泥采用旋窖厂生产的质量合格的普通硅酸盐水泥。
(4)合理适量选用减水率高、分散性能好并对混凝土收缩影响较小的外加剂(本工程地下室结构混凝土中掺加UEA和TW-10A。UEA膨胀剂掺量为水泥量的8%,补偿混凝土的收缩,可大大减少混凝土开裂,提高密实性和抗渗能力,实现混凝土的结构自防水,对钢筋无腐蚀,抗硫酸盐性能高于普通混凝土,具有良好的经济效益;在上部结构混凝土中掺加缓凝高效减水剂CSP-2和TW-10A。CSP-2为缓凝高效减水剂,能提高泵送混凝土的和易性,并有效地预防楼板裂缝的产生),每立方米混凝土用水量不得大于195kg。
2、模板施工控制
由于模板支撑不按方案施工,顶托(底托)悬臂过长,水平拉杆、扫地杆施工不规范、钢木混撑等,造成支撑体系刚度、稳定性不够、梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,在荷载作用下变形沉陷;另外施工期间的过度振动使支撑刚度变异部位多次发生瞬间相对位移,或是没有在混凝土获得足够强度之前过早拆模,易使混凝土产生沉陷裂缝。
保证模板的刚度。本工程模板支撑采用门架支撑,施工时严格按施工方案操作,除满足强度要求外,还必须有足够的刚度和稳定性,支撑立杆间距合理,顶托(底托)悬臂不大于200mm,超过一榀半的门架除应有交叉杆外,还应加水平拉杆和扫地杆。严禁钢木混撑,梁、板支撑需分开;楼梯、悬挑梁板模板等如出现单立杆支撑的,必须加两道以上水平拉杆加固;严禁用短木支撑直接撑在门架横杆上或用门架侧立进行支撑。
3、钢筋位置控制
楼板的四周支座处钢筋、板的四角放射形钢筋及悬挑板筋等均应按负弯矩钢筋设置在板的上部,但施工中往往上述钢筋的绑扎位置不正确;或绑扎位置正确而未设置足够的小支架将其牢固固定;或者前两者均符合要求,但在混凝土浇筑时,操作人员随意踩踏钢筋,使这些钢筋落到下面,混凝土浇筑后此处保护层变大,板的计算厚度减少,楼板受力后容易出现裂缝。对于板周边支座处的负弯矩钢筋、板四角的放射形钢筋,绑扎时位置保证正确,同时根据开工前“防止楼板裂缝”专家会议所出,板面负筋增设2ф14支撑,这样混凝土浇筑时,板面负筋不容易被施工人员踩踏。钢筋保护层厚度控制浇筑混凝土时必须铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏上部负弯矩钢筋;同时加强浇筑楼板混凝土整个过程中的钢筋看护,随时将位置不准确的钢筋复位,确保其发挥相应作用。
4、混凝土楼板厚度、平整度控制
很多工程在混凝土浇筑时,既无控制板厚的工具,也未做有效的标高标记,而是凭操作人员的经验和感觉,因此很难保证楼板的厚度符合设计和规范要求。当板的厚度小于这些要求时,容易导致出现裂缝。
应严格按照设计和规范要求控制楼板厚度,在浇筑混凝土前设置标示板厚的三脚标架,每隔2m设置一个,操作人员依据三脚标架控制板厚。混凝土浇筑后,在终凝前须用木抹子进行两次压抹处理,以提高混凝土表面的抗裂能力和减少混凝土早期塑性裂缝。
三、结束语
综上所述,随着城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展,现浇钢筋混凝土结构的建筑在各种规模城市得到了广泛应用。与此同时现浇楼板解决了以往工程中预应力空心板拼缝纵裂缝的质量通病,加强了结构抗震性能,现浇结构楼板裂缝是现浇钢筋混凝土楼板施工中的较为常见解决难度大的施工问题。只有对其裂缝原因进行深入分析,提高其技术水平,才能找到行之有效的控制措施,才能確保建筑工程的质量。■
参考文献
[1]简忠际.高层建筑现浇混凝土楼板产生裂缝原因分析与控制措施[J].北京恒盛博雅国际文化交流中心会议论文集.2013-07
[2] 梁锋,陈俊民,蒋新新,张义九,王耀辉.某大楼现有楼板裂缝对主体结构的安全影响鉴定[J]. 江西建材. 2016(17)
一、混凝土裂缝产生原理及类型
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,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,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。
1、塑性收缩裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现,塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
塑性裂縫产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,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,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间,环境温度、风速、相对湿度等等。
2、沉降收缩裂缝。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致,或者因为模板刚度不足,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,裂缝呈梭形,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45度角方向发展,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。裂缝宽度宽度0.3~0.4mm,受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
3、温度裂缝。温度裂缝多发生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。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝士的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,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,混凝士表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
二、现浇混凝土楼板裂缝控制技术分析
1、预拌混凝土原材料控制
从混凝土内在原因看,影响现浇楼板混凝土裂缝产生的主要原因是混凝土的收缩,而影响预拌混凝土收缩的主要因素是原材料的品种、质量、配合比。如,水灰比的大小、水泥的品种、粗集料级配、砂率及含泥量、坍落度以及外加剂、掺和料的品种和掺量都直接影响预拌混凝土收缩,因此控制预拌混凝土原材料的品种、质量、配合比是现浇楼板混凝土产生裂缝的重要环节,在实际操作中我们主要从以下几个方面进行控制:
(1)粗集料石子0.5~3. 15cm,级配良好;砂率控制在40%以内,禁止使用细砂。
(2)掺和料采用粉煤灰,掺量每立方米不得大于水泥用量的15%,不得再添加其他矿粉。
(3)水泥采用旋窖厂生产的质量合格的普通硅酸盐水泥。
(4)合理适量选用减水率高、分散性能好并对混凝土收缩影响较小的外加剂(本工程地下室结构混凝土中掺加UEA和TW-10A。UEA膨胀剂掺量为水泥量的8%,补偿混凝土的收缩,可大大减少混凝土开裂,提高密实性和抗渗能力,实现混凝土的结构自防水,对钢筋无腐蚀,抗硫酸盐性能高于普通混凝土,具有良好的经济效益;在上部结构混凝土中掺加缓凝高效减水剂CSP-2和TW-10A。CSP-2为缓凝高效减水剂,能提高泵送混凝土的和易性,并有效地预防楼板裂缝的产生),每立方米混凝土用水量不得大于195kg。
2、模板施工控制
由于模板支撑不按方案施工,顶托(底托)悬臂过长,水平拉杆、扫地杆施工不规范、钢木混撑等,造成支撑体系刚度、稳定性不够、梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,在荷载作用下变形沉陷;另外施工期间的过度振动使支撑刚度变异部位多次发生瞬间相对位移,或是没有在混凝土获得足够强度之前过早拆模,易使混凝土产生沉陷裂缝。
保证模板的刚度。本工程模板支撑采用门架支撑,施工时严格按施工方案操作,除满足强度要求外,还必须有足够的刚度和稳定性,支撑立杆间距合理,顶托(底托)悬臂不大于200mm,超过一榀半的门架除应有交叉杆外,还应加水平拉杆和扫地杆。严禁钢木混撑,梁、板支撑需分开;楼梯、悬挑梁板模板等如出现单立杆支撑的,必须加两道以上水平拉杆加固;严禁用短木支撑直接撑在门架横杆上或用门架侧立进行支撑。
3、钢筋位置控制
楼板的四周支座处钢筋、板的四角放射形钢筋及悬挑板筋等均应按负弯矩钢筋设置在板的上部,但施工中往往上述钢筋的绑扎位置不正确;或绑扎位置正确而未设置足够的小支架将其牢固固定;或者前两者均符合要求,但在混凝土浇筑时,操作人员随意踩踏钢筋,使这些钢筋落到下面,混凝土浇筑后此处保护层变大,板的计算厚度减少,楼板受力后容易出现裂缝。对于板周边支座处的负弯矩钢筋、板四角的放射形钢筋,绑扎时位置保证正确,同时根据开工前“防止楼板裂缝”专家会议所出,板面负筋增设2ф14支撑,这样混凝土浇筑时,板面负筋不容易被施工人员踩踏。钢筋保护层厚度控制浇筑混凝土时必须铺设操作平台,防止施工操作人员直接踩踏上部负弯矩钢筋;同时加强浇筑楼板混凝土整个过程中的钢筋看护,随时将位置不准确的钢筋复位,确保其发挥相应作用。
4、混凝土楼板厚度、平整度控制
很多工程在混凝土浇筑时,既无控制板厚的工具,也未做有效的标高标记,而是凭操作人员的经验和感觉,因此很难保证楼板的厚度符合设计和规范要求。当板的厚度小于这些要求时,容易导致出现裂缝。
应严格按照设计和规范要求控制楼板厚度,在浇筑混凝土前设置标示板厚的三脚标架,每隔2m设置一个,操作人员依据三脚标架控制板厚。混凝土浇筑后,在终凝前须用木抹子进行两次压抹处理,以提高混凝土表面的抗裂能力和减少混凝土早期塑性裂缝。
三、结束语
综上所述,随着城市化建设和现代工程技术的蓬勃发展,现浇钢筋混凝土结构的建筑在各种规模城市得到了广泛应用。与此同时现浇楼板解决了以往工程中预应力空心板拼缝纵裂缝的质量通病,加强了结构抗震性能,现浇结构楼板裂缝是现浇钢筋混凝土楼板施工中的较为常见解决难度大的施工问题。只有对其裂缝原因进行深入分析,提高其技术水平,才能找到行之有效的控制措施,才能確保建筑工程的质量。■
参考文献
[1]简忠际.高层建筑现浇混凝土楼板产生裂缝原因分析与控制措施[J].北京恒盛博雅国际文化交流中心会议论文集.2013-07
[2] 梁锋,陈俊民,蒋新新,张义九,王耀辉.某大楼现有楼板裂缝对主体结构的安全影响鉴定[J]. 江西建材. 2016(17)