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摘要:现浇钢筋混凝土楼板在房建施工中正得到日益广泛的应用。但在实际施工和使用中裂缝问题成为较大一个质量问题,本文分析了现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的特点与原因,提出了一些应对措施。
关键词:现浇板裂缝成因措施
Abstract: the cast-in-place reinforced concrete floor in the building is widely used in construction. But the problem of cracks in actual construction and use become larger a quality problem, this paper analyzes the characteristics and causes of cracks in cast-in-place reinforced concrete floor, and puts forward some counter measures.
Keywords: cast-in-place board crack causes measures
中图分类号: TU225 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
目前建筑物的楼板大多采用现浇钢筋混凝土楼板,因为现浇钢筋混凝土楼板在结构安全性,整体性和使用功能等方面都比预制板优越得多。但是现浇钢筋混凝土楼板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,楼板裂缝轻者影响美观,重者破坏房屋结构的安全性,降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用,特别是一些住宅楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉纠纷等。《混凝土结构设计规范》GB50010—2002允许普通钢筋混凝土结构构件带裂缝工作,但须对裂缝开展宽度进行控制。从外观要求考虑,裂縫过宽将给人以不安全的感觉,同时也影响对结构质量的评价;从耐久性要求考虑,如果裂缝过宽,在有水侵入或空气相对湿度很大或所处环境恶劣时可能会使钢筋锈蚀,影响结构的使用寿命和安全。《住宅建筑规范》GB50368—2005规定,“住宅结构不应产生影响结构安全的裂缝”。因此,无论是从市场还是规范角度,都须对裂缝进行控制。
一、混凝土现浇板裂缝的分类及成因:
(一)、裂缝发生的部位、特征
大量的工程实践表明,现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要发生在以下部位:(1)现浇板角部(朝阳处最明显),并与现浇板边缘约成45°,斜向发展;(2)现浇板的跨中,近似直线型发展;(3)现浇板面周边,近似直线发展;(4)预埋线管及线管集中处,沿管线走向出现表面裂缝;(5)不规则裂缝。
(二)、裂缝的分类
1、塑性收缩裂缝:是在混凝土硬化前,当水分从混凝土表面以极快的速度蒸发掉而引起的,这种裂缝对结构通常没有多大危害,需要进行表面处理。
2、塑性沉降裂缝:这是在施工过程中,混凝土尚未有强度时,由于施工荷载过早地作用,使支撑产生位移,导致钢筋与混凝土之间脱离,形成混凝土表面的裂缝,这种裂缝是常见的,也是非常可怕的,所以这种裂缝应在施工中引起高度重视并加以避免。
3、龟裂:由于没有进行合理的整套修改和养护引起的。裂缝很浅,常在初凝期间出现。这种裂缝对结构影响不大。一般不需处理。4、收缩裂缝:是混凝土在硬化后在表面形成的裂缝。由于受到周密结构沟件的约束或者养护不足;收缩量不同而引起的,裂缝一般与构件表面垂直,可根据裂缝的大小和深度来判断对结构的影响程度,当裂缝较浅时,可不进行处理。
5、由于配筋不足,施工中上部钢筋被踏下、支撑拆除过早、预应力张拉错误等都会引起结构裂缝,这时结构需要进行加固处理。6、早期冻胀引起的裂缝:在结构构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝,深度一般到主筋。
7、温度作用产生的裂缝:在施工期间引起的温度裂缝,一般是由于水泥的水化热或者环境温度过高而造成,一般与构件截面垂直,裂缝有时仅位于构件表面,有时贯穿整个截面。
8、纵向锈蚀裂缝:使用期间随着时间而发展的耐久性裂缝,通常在结构使用一定时期后,沿着钢筋位置出现的纵向裂缝,是表明钢筋正在生锈的一个重要征兆。这种裂缝不是由于收缩、温度以荷载作用引起,而是钢筋生锈膨胀后产生的。如果不进行处理,将会导致混凝土开裂,保护层完全脱落,并引起钢筋严重锈蚀。这种裂缝对结构的耐久性和安全性影响很大,应进行彻底处理。
9、冻融循环作用引起的裂缝及盐类及酸类侵蚀引起的裂缝,处理这种裂缝之前,应首先清除结构内的侵蚀介质,然后根据对结构的不同影响程度进行处理。
10、碱骨料反应引起的裂缝,应根据碱骨料反应的大小,而不同对待
(三)产生裂缝的几个原因:
1、模板支模的方法不妥,模板的立柱,一般工地不重视,有个别工地支柱下面的土未夯实、未设置足够底面积的垫木,有时模板支撑系统的刚度不够,使支柱下陷,有过早拆模的现象,拆模后未做临时支撑就承受过大的施工荷载等,所以使用板面发生弯曲或板面受振变形,个别部位发生裂缝。
2、钢筋、材料的加工、安装有问题在钢筋混凝土结构中,钢筋的强度,塑性性能与混凝土的粘结力以及配置是否正确等都会对结构的强度、刚度和裂缝有直接的影响。在原材料上,一般的工地不注意保养,使钢筋表面锈蚀或材质不均匀,在加工过程中钢筋的调直、切断、弯曲成型、顶弯,尺寸不准,端头不平,变形,在钢筋安装上,间距位置不正确,外形尺寸不准,变形,钢筋错位,同一截面接头过多。
3、混凝土的养护不及时,温差过大混凝土养护不及时,没有覆盖,表面游离水蒸发过快,产生急剧的体积收缩;使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂,混凝土稠度不当,浇筑后骨料下沉,上下收缩不一致,或水灰比过大,模板过于干燥,拆模或拆除覆盖物时混凝土与外界温差过大等,或大体积混凝土都可能发生裂缝。
4、不均匀沉降结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理,特别是有的不重视基础钎探,不能及时发现问题;土质不一,地质受力不均匀等原因,造成结构、构件裂缝。
5、结构设计方面使楼板产生裂缝,设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。
6、楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少,所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。对楼板来说,约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。
7、材料因素引起的裂缝:
水泥安定性不合格;粗、细骨料.. (砂、石)级配不良,造成骨料问空隙率大,混凝土中游离水较多,密实度下降,从而导致强度下降。砂、石中含泥量高,不仅会降低混凝土的强度,而且还影响其抗裂性、抗渗性。砂、石颗粒偏细也会增加水泥用量和用水量而影响强度;外加剂选择不当,其减水或膨胀效果不明显,不能达到预期效果;粉煤灰掺合料质量不合格或掺量过多.. (超过水泥用量的l5%)。
8、楼板内设计的水电管线有不少采用pvc塑料管,pvc塑料管与混凝土的线膨胀系数不一致,在未采取任何措施的情况下,很容易沿水电管线方向出现裂缝。
二、控制现浇板裂缝的主要措施
现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝固然与材料、设计、环境等诸多因素有关,但近几年的工程调查发现:改善混凝土施工技术和加强施工管理是防止现浇混凝土楼板产生裂缝的重要途径。
1、混凝土运输到施工现场时应首先进行混凝土坍落度的测试工作,从而保证混凝土和易性满足施工需要,应及时掌握混凝土的初凝及终凝时间,从而确保现场施工的养护工作及时有效的进行。
2、进行浇筑混凝土时应设跳板、马凳,安排专门的护筋人员,严禁施工人员在钢筋网上踩踏。必须按照施工的具体方案要求认真检查末班和支架的强度、刚度和稳定性等,在浇筑的过程中应及时监控摸板变形的情况,从而全面的控制,而不因模板和支架挠度过大从而导致混凝土的挠动,避免因提前拆模所产生的板缝问题。
3、配合比设计
选用高性能混凝土。比如采用補偿性混凝土、在混凝土中掺入适量的膨胀剂,使混凝土微量膨胀来补偿其产生的收缩。应严格控制水灰比,同时应控制用水总量:泵送商品混凝土水的用量应控制在190kg/m。以内,如坍落度不能满足要求,应采用高效减水剂来解决。水灰比的降低,将会提高混凝土的弹性模量,提高其抗裂性能;在保证混凝土强度的前提下,尽量降低水泥、砂的用量,提高石子用量。
4、合理选用原材料
水泥品种的选用:选择水泥要考虑水泥的抗裂性能,控制含碱量降低水化热。引起混凝土楼板裂缝的主要原因是水泥水化热的积聚使混凝土产生内部和表面的温差。因此,选用低水化热的水泥品种能有效降低水化热、减少内外温差,建议可选用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同时尽量选用质量稳定的旋窑厂生产的硅酸盐水泥;
骨料的选用:宜选用中、粗砂砂中含泥量严格控制在3%以内;宜用粒径15~20mm的石子进行合理级配,含泥量严格控制在1%以内。
外加剂及掺合料的选用:外加剂最好宜选用复合型外加剂,既满足多种性能要求,又方面施工;掺合料:根据施工实践经验,泵送混凝土宜选用优质的I级粉煤灰,掺入量应控制在水泥用量的15%一20%为宜。
5、切实加强混凝土浇筑后的养护工作。
在初凝后和终凝前应用木抹子赶平压实及用铁抹子赶压三遍,减少收缩裂缝的出现;混凝土浇筑完毕12h内,及时进行合理养护,保证规定的养护时间,一般情况下不少于7d,对掺有外加剂或抗渗混凝土养护不少于i4d,提高混凝土自身拉伸应变能力,防止干缩变形出现裂缝。在高温季节,应根据现场实际情况,及时覆盖麻袋或草包浇水养护,并保持湿润养护不少于规范规定的时间。现浇板上不要过早上人、堆料和施加荷载,因混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。必须做到在混凝土强度达到1.2kg/mm 后,才允许在其上踩踏或安装模板及支架;在楼板混凝土浇筑过程中,应按规范要求留置同条件养护试块, 当同条件试块经试压,强度符合或超过混凝土结构工程施工质量验收规范要求的百分率时,方可拆除。
三、结论
钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实践说明,只有在设计过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工要做好事前、事中、事后的控制。施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行、切合实际:旖工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程的保护,加强混凝土施工工艺的控制;施工完成后,做好楼板混凝土的养护工作。总之在现浇混凝土楼板施工中只要加强管理、责任到人、措施到位,是可以有效地预防和减少混凝土楼板裂缝的产生。
参考文献:
《建筑施工技术》 中国建筑工业出版社 2003年2月出版
《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》 化学工业出版社韩素芳等主编2006年第二版
作者简介:
康金梅(1976—)女,青海民和人,工程师,长期从事大型水电工程、铁路工程、房建施工质量检测与管理工作,中国水利水电第四工程局有限公司
关键词:现浇板裂缝成因措施
Abstract: the cast-in-place reinforced concrete floor in the building is widely used in construction. But the problem of cracks in actual construction and use become larger a quality problem, this paper analyzes the characteristics and causes of cracks in cast-in-place reinforced concrete floor, and puts forward some counter measures.
Keywords: cast-in-place board crack causes measures
中图分类号: TU225 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
目前建筑物的楼板大多采用现浇钢筋混凝土楼板,因为现浇钢筋混凝土楼板在结构安全性,整体性和使用功能等方面都比预制板优越得多。但是现浇钢筋混凝土楼板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,楼板裂缝轻者影响美观,重者破坏房屋结构的安全性,降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用,特别是一些住宅楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉纠纷等。《混凝土结构设计规范》GB50010—2002允许普通钢筋混凝土结构构件带裂缝工作,但须对裂缝开展宽度进行控制。从外观要求考虑,裂縫过宽将给人以不安全的感觉,同时也影响对结构质量的评价;从耐久性要求考虑,如果裂缝过宽,在有水侵入或空气相对湿度很大或所处环境恶劣时可能会使钢筋锈蚀,影响结构的使用寿命和安全。《住宅建筑规范》GB50368—2005规定,“住宅结构不应产生影响结构安全的裂缝”。因此,无论是从市场还是规范角度,都须对裂缝进行控制。
一、混凝土现浇板裂缝的分类及成因:
(一)、裂缝发生的部位、特征
大量的工程实践表明,现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要发生在以下部位:(1)现浇板角部(朝阳处最明显),并与现浇板边缘约成45°,斜向发展;(2)现浇板的跨中,近似直线型发展;(3)现浇板面周边,近似直线发展;(4)预埋线管及线管集中处,沿管线走向出现表面裂缝;(5)不规则裂缝。
(二)、裂缝的分类
1、塑性收缩裂缝:是在混凝土硬化前,当水分从混凝土表面以极快的速度蒸发掉而引起的,这种裂缝对结构通常没有多大危害,需要进行表面处理。
2、塑性沉降裂缝:这是在施工过程中,混凝土尚未有强度时,由于施工荷载过早地作用,使支撑产生位移,导致钢筋与混凝土之间脱离,形成混凝土表面的裂缝,这种裂缝是常见的,也是非常可怕的,所以这种裂缝应在施工中引起高度重视并加以避免。
3、龟裂:由于没有进行合理的整套修改和养护引起的。裂缝很浅,常在初凝期间出现。这种裂缝对结构影响不大。一般不需处理。4、收缩裂缝:是混凝土在硬化后在表面形成的裂缝。由于受到周密结构沟件的约束或者养护不足;收缩量不同而引起的,裂缝一般与构件表面垂直,可根据裂缝的大小和深度来判断对结构的影响程度,当裂缝较浅时,可不进行处理。
5、由于配筋不足,施工中上部钢筋被踏下、支撑拆除过早、预应力张拉错误等都会引起结构裂缝,这时结构需要进行加固处理。6、早期冻胀引起的裂缝:在结构构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝,深度一般到主筋。
7、温度作用产生的裂缝:在施工期间引起的温度裂缝,一般是由于水泥的水化热或者环境温度过高而造成,一般与构件截面垂直,裂缝有时仅位于构件表面,有时贯穿整个截面。
8、纵向锈蚀裂缝:使用期间随着时间而发展的耐久性裂缝,通常在结构使用一定时期后,沿着钢筋位置出现的纵向裂缝,是表明钢筋正在生锈的一个重要征兆。这种裂缝不是由于收缩、温度以荷载作用引起,而是钢筋生锈膨胀后产生的。如果不进行处理,将会导致混凝土开裂,保护层完全脱落,并引起钢筋严重锈蚀。这种裂缝对结构的耐久性和安全性影响很大,应进行彻底处理。
9、冻融循环作用引起的裂缝及盐类及酸类侵蚀引起的裂缝,处理这种裂缝之前,应首先清除结构内的侵蚀介质,然后根据对结构的不同影响程度进行处理。
10、碱骨料反应引起的裂缝,应根据碱骨料反应的大小,而不同对待
(三)产生裂缝的几个原因:
1、模板支模的方法不妥,模板的立柱,一般工地不重视,有个别工地支柱下面的土未夯实、未设置足够底面积的垫木,有时模板支撑系统的刚度不够,使支柱下陷,有过早拆模的现象,拆模后未做临时支撑就承受过大的施工荷载等,所以使用板面发生弯曲或板面受振变形,个别部位发生裂缝。
2、钢筋、材料的加工、安装有问题在钢筋混凝土结构中,钢筋的强度,塑性性能与混凝土的粘结力以及配置是否正确等都会对结构的强度、刚度和裂缝有直接的影响。在原材料上,一般的工地不注意保养,使钢筋表面锈蚀或材质不均匀,在加工过程中钢筋的调直、切断、弯曲成型、顶弯,尺寸不准,端头不平,变形,在钢筋安装上,间距位置不正确,外形尺寸不准,变形,钢筋错位,同一截面接头过多。
3、混凝土的养护不及时,温差过大混凝土养护不及时,没有覆盖,表面游离水蒸发过快,产生急剧的体积收缩;使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂,混凝土稠度不当,浇筑后骨料下沉,上下收缩不一致,或水灰比过大,模板过于干燥,拆模或拆除覆盖物时混凝土与外界温差过大等,或大体积混凝土都可能发生裂缝。
4、不均匀沉降结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理,特别是有的不重视基础钎探,不能及时发现问题;土质不一,地质受力不均匀等原因,造成结构、构件裂缝。
5、结构设计方面使楼板产生裂缝,设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。
6、楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少,所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。对楼板来说,约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。
7、材料因素引起的裂缝:
水泥安定性不合格;粗、细骨料.. (砂、石)级配不良,造成骨料问空隙率大,混凝土中游离水较多,密实度下降,从而导致强度下降。砂、石中含泥量高,不仅会降低混凝土的强度,而且还影响其抗裂性、抗渗性。砂、石颗粒偏细也会增加水泥用量和用水量而影响强度;外加剂选择不当,其减水或膨胀效果不明显,不能达到预期效果;粉煤灰掺合料质量不合格或掺量过多.. (超过水泥用量的l5%)。
8、楼板内设计的水电管线有不少采用pvc塑料管,pvc塑料管与混凝土的线膨胀系数不一致,在未采取任何措施的情况下,很容易沿水电管线方向出现裂缝。
二、控制现浇板裂缝的主要措施
现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝固然与材料、设计、环境等诸多因素有关,但近几年的工程调查发现:改善混凝土施工技术和加强施工管理是防止现浇混凝土楼板产生裂缝的重要途径。
1、混凝土运输到施工现场时应首先进行混凝土坍落度的测试工作,从而保证混凝土和易性满足施工需要,应及时掌握混凝土的初凝及终凝时间,从而确保现场施工的养护工作及时有效的进行。
2、进行浇筑混凝土时应设跳板、马凳,安排专门的护筋人员,严禁施工人员在钢筋网上踩踏。必须按照施工的具体方案要求认真检查末班和支架的强度、刚度和稳定性等,在浇筑的过程中应及时监控摸板变形的情况,从而全面的控制,而不因模板和支架挠度过大从而导致混凝土的挠动,避免因提前拆模所产生的板缝问题。
3、配合比设计
选用高性能混凝土。比如采用補偿性混凝土、在混凝土中掺入适量的膨胀剂,使混凝土微量膨胀来补偿其产生的收缩。应严格控制水灰比,同时应控制用水总量:泵送商品混凝土水的用量应控制在190kg/m。以内,如坍落度不能满足要求,应采用高效减水剂来解决。水灰比的降低,将会提高混凝土的弹性模量,提高其抗裂性能;在保证混凝土强度的前提下,尽量降低水泥、砂的用量,提高石子用量。
4、合理选用原材料
水泥品种的选用:选择水泥要考虑水泥的抗裂性能,控制含碱量降低水化热。引起混凝土楼板裂缝的主要原因是水泥水化热的积聚使混凝土产生内部和表面的温差。因此,选用低水化热的水泥品种能有效降低水化热、减少内外温差,建议可选用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同时尽量选用质量稳定的旋窑厂生产的硅酸盐水泥;
骨料的选用:宜选用中、粗砂砂中含泥量严格控制在3%以内;宜用粒径15~20mm的石子进行合理级配,含泥量严格控制在1%以内。
外加剂及掺合料的选用:外加剂最好宜选用复合型外加剂,既满足多种性能要求,又方面施工;掺合料:根据施工实践经验,泵送混凝土宜选用优质的I级粉煤灰,掺入量应控制在水泥用量的15%一20%为宜。
5、切实加强混凝土浇筑后的养护工作。
在初凝后和终凝前应用木抹子赶平压实及用铁抹子赶压三遍,减少收缩裂缝的出现;混凝土浇筑完毕12h内,及时进行合理养护,保证规定的养护时间,一般情况下不少于7d,对掺有外加剂或抗渗混凝土养护不少于i4d,提高混凝土自身拉伸应变能力,防止干缩变形出现裂缝。在高温季节,应根据现场实际情况,及时覆盖麻袋或草包浇水养护,并保持湿润养护不少于规范规定的时间。现浇板上不要过早上人、堆料和施加荷载,因混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。必须做到在混凝土强度达到1.2kg/mm 后,才允许在其上踩踏或安装模板及支架;在楼板混凝土浇筑过程中,应按规范要求留置同条件养护试块, 当同条件试块经试压,强度符合或超过混凝土结构工程施工质量验收规范要求的百分率时,方可拆除。
三、结论
钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实践说明,只有在设计过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工要做好事前、事中、事后的控制。施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行、切合实际:旖工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程的保护,加强混凝土施工工艺的控制;施工完成后,做好楼板混凝土的养护工作。总之在现浇混凝土楼板施工中只要加强管理、责任到人、措施到位,是可以有效地预防和减少混凝土楼板裂缝的产生。
参考文献:
《建筑施工技术》 中国建筑工业出版社 2003年2月出版
《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》 化学工业出版社韩素芳等主编2006年第二版
作者简介:
康金梅(1976—)女,青海民和人,工程师,长期从事大型水电工程、铁路工程、房建施工质量检测与管理工作,中国水利水电第四工程局有限公司