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【摘 要】 改革开放以来,我国建筑行业发展迅速,混凝土作为建筑工程最主要的结构材料,它的施工质量对工程质量起着重要意义。本文首先分析了产生框架结构钢筋混凝土面板裂缝原因,然后指出了框架结构钢筋混凝土面板裂缝防治措施,最后探讨了框架结构钢筋混凝土面板裂缝处理方法。
【关键词】 框架结构钢筋混凝土面板;裂缝;原因;预防措施;处理方法
混凝土是当今工程建设中应用最广的材料,混凝土是指由水泥、砂子、石头及水按照一定的比例配制成的一种建筑材料,容易成形,输送能力较大,且可以连续作业,在大体积的建筑施工中有其他材料无法比拟的优越性。但是,目前混凝土在施工中存在一定的问题,限制了混凝土进一步的有效应用,只有对混凝土的施工技术进行更为严格的控制,才能不断的提高混凝土的施工技术,进而促进土木工程混凝土施工的长远发展。
1产生框架结构钢筋混凝土面板裂缝原因分析
1.1内在原因
(1)混凝土自身收缩性。混凝土在硬化过程中,由于内部水分蒸发,体积逐渐缩小,产生体积收缩,这时混凝土内部产生拉应力。当混凝土由于收缩产生的拉应力超过混凝土自身抗拉强度时,混凝土即会产生裂缝。
(2)温度应力。因采用低热水泥成本相对较高,绝大部分工程建设为控制成本,大多采用高热水泥。高热水泥具有快硬、高强、水化热大等特点,混凝土浇筑后,浇水养护工作经常不能及时进行,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化的过程中,现浇混凝土构件受到整体结构的约束,势必加大温度应力的重新分配,当重新分配拉应力超过混凝土自身抗拉强度时,即会产生混凝土裂缝。
1.2设计原因
(l)楼板的厚度过小。其结果导致楼板刚度不足,容易使楼板产生裂缝。
(2)配筋设计计算不合理。如连续跨楼板按照单跨板方式计算,导致板支座负弯矩钢筋配筋偏少。
(3)混凝土强度等级过高。混凝土强度等级过高,水化热大,楼板易形成收缩裂缝。
(4)安装工程的设计中,楼板内管道敷设、配置过多,又未采取构造措施也易形成使楼板出现裂缝。
1.3施工原因
(1)人员质量意识。施工人员在施工操作过程中,缺乏质量意识,也会导致混凝土构件产生裂缝。如在混凝土构件浇筑时振捣不均、振捣不密实,浇筑不同构件时,尤其在楼板等构件跨中部位板厚不足,这样构件在受到荷载作用时,就从其最薄弱部位产生裂缝。
(2)水灰比及坍落度。为保证施工快速方便,混凝土坍落度普遍按规范规定的高限设置,影响混凝土水灰比配比,对强度要求较低时,混凝土用水量不适宜,在浇注振捣过程中会或多或少产生离析现象,混凝土中的水泥会随水流失,破坏了混凝土有效成分的组合。
(3)施工荷载不当。现浇楼板刚浇注十几个小时,施工单位就忙于下道工序施工,甚至混凝土未达到规定的强度,就堆放材料或从事施工等,混凝土构件受到外荷载的作用,产生不应承受的荷载,发生内力变化。所以工程还未竣工,构件就已经产生裂缝。
2框架结构钢筋混凝土面板裂缝防治措施
2.1重视混凝土施工设计
在设计过程中,应尽量选择中低强度的混凝土,并将强度等级控制在C20~C35的范围内,尽量不选用高强混凝土,并对混凝土的抗裂薄弱部位进行科学计算,从设计的源头提高对裂缝的控制,避免影响竣工,或者后期修复的高成本。对于跨度过大或者体积较大的梁,应注重其纵向钢筋的设置,提高梁纵向截面的配筋率,以保证施工期间由温度、荷载变化、收缩应力等引起的裂缝,并在阳角处、凹角处、剪力墙外墙等相交或者约束力强的部分进行合理配筋,尽量避免使用小直径、密间距布置情况,且间距不能大于10 cm。
2.2控制原材料的质量
保证原材料符合国家规定是进行制作的首要工作也是最重要的工作必须认真执行。在进行混凝土制作之前要对所有的原材料进行检测以国家的标准、行业标准以及企业自身的标准为主来进行测定,坚决杜绝不合格的材料。只有通过检测的材料才能运用到混凝土的现场制作。除了在使用材料之前要对其进行检查外,在今后的使用中还要定期的对材料进行检查确保材料绝对的质量安全。
2.3按照规定配比
在对原材料检查合格之后就是要对材料进行配比,配比的原则就是要根据工程要求以及国家强制性的规定进行配比。在配比中主要是通过水灰比的调整来改变混凝土的强度,所以在根据实际情况进行分析后我们可以根据改变水的含量来满足各种实际情况中的需求。
2.4施工间隔
混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在樓板上踩踏或安装模板及支架,更不得在其上堆放砖、模板等重物。一般在混凝土浇筑24h后,再进行下道工序施工。
2.5混凝土养护
应该严格按照规范进行。尤其应该做到在浇筑后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护;混凝土浇水养护的时间,对一般混凝土不得少于7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14d,对后浇带处的混凝土,不得少于3Od:浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。
2.6拆模时间
严格控制现浇板底模及其支架的拆除时间,混凝土浇筑时应该留置同条件自然养护试件,在拆模前应该检查同条件养护试件强度试验报告,符合要求才能拆模。后浇带模板的拆除应该按照施工技术方案执行。
2.7控制混凝土温度变化过快
在温度较高的情况下进行施工,可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖,以减少阳光辐射,同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加凉水。如果是在冬季进行施工,因为要防止早期混凝土被冻问题,混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热,对原材料应视气温高低进行加热。 2.8常用的裂缝控制方法
在民用建筑中普遍采用的裂缝控制方法是沿结构每30m左右设置收缩后浇带,并在其两侧混凝土早期收缩基本完成后(龄期60 d早期收缩可完成70%左右)方浇筑收缩后浇带的微膨胀混凝土,后浇带施工时清缝困难,且容易于该处渗水。近几年来采用抗裂方法的工程实例也为数不少。抗裂方法主要可分为两种:(1)提高配筋率(或掺钢纤维);(2)掺膨胀剂。掺钢纤维的方法可以从本质上提高混凝土的抗拉强度,从而提高其抗裂性能;但是其掺量如何确定有待研究,且造价也比较高昂。掺膨胀剂、设置膨胀加强带可以使混凝土产生微膨胀,以之补偿其早期收缩,该方法有不少成功的工程实例,有的工程甚至100m多长,通过设置多道膨胀加强带并在施工中采取一系列其它措施一次浇筑混凝土,而未留任何形式的缝;然而,因膨胀剂掺用不当而引起的工程事故同样应引起结构设计人员的深思。
3框架结构钢筋混凝土面板裂缝处理方法
3.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
3.2 灌浆法
此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
3.3 填充法
用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于 0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开 V 型槽,然后作填充处理。
3.4包裹加固法
在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋混凝土围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未破碎裂透或一侧破碎的,将裂缝部位的钢筋保護层凿去,外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的方法来处理。
3.5钢箍加固法
在结构裂缝部位四周加 U 型螺栓或型钢套箍,以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载能力。用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍,两端留有螺纹,套入钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个型钢箍套上后焊接,然后打入金属楔楔紧。采用钢箍时需在梁上刻槽以防滑。此法适合于补强梁内箍筋及弯起筋不足,抗剪达不到要求的情况。
3.6粘钢加固法
利用建筑结构胶强度高的特点,将钢板或型钢粘贴到构件混凝土裂缝部位表面,提高结构的承载力和抗震等级。粘结前,钢材表面进行喷砂处理,混凝土表面刷净干燥,粘结层厚度为 3mm 左右。
3.7碳纤维加固法
施工方法基本同粘钢加固法。碳纤维重量轻,抗拉强度却是普通钢材的 10 倍以上,采用碳纤维片材补强加固后,几乎不改变原结构的自重和结构尺寸,耐久性好,抗腐蚀性强,施工完成后 72 小时后,结构即可受力,施工简便快捷。
4结语
现浇混凝土构件裂缝的产生是由诸多原因造成的。只要在材料、施工、设计等几个方面加强控制,并进行弥补处治,就完全可以减少现浇钢筋混凝土构件裂缝的发生以及有效防治裂缝给建筑物造成的危害。
参考文献
[1]徐涛.混凝土施工质量问题产生的原因和防治措施初探[J].华中建筑,2007(08)
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2008,(5)
[3]张红彬,刘付中.浅析混凝土质量通病防治措施[A].,土木建筑2010
[4]徐英俊,刘颖秋.混凝土裂缝的原因及控制措施[J].黑龙江科技信息,2011(08).
【关键词】 框架结构钢筋混凝土面板;裂缝;原因;预防措施;处理方法
混凝土是当今工程建设中应用最广的材料,混凝土是指由水泥、砂子、石头及水按照一定的比例配制成的一种建筑材料,容易成形,输送能力较大,且可以连续作业,在大体积的建筑施工中有其他材料无法比拟的优越性。但是,目前混凝土在施工中存在一定的问题,限制了混凝土进一步的有效应用,只有对混凝土的施工技术进行更为严格的控制,才能不断的提高混凝土的施工技术,进而促进土木工程混凝土施工的长远发展。
1产生框架结构钢筋混凝土面板裂缝原因分析
1.1内在原因
(1)混凝土自身收缩性。混凝土在硬化过程中,由于内部水分蒸发,体积逐渐缩小,产生体积收缩,这时混凝土内部产生拉应力。当混凝土由于收缩产生的拉应力超过混凝土自身抗拉强度时,混凝土即会产生裂缝。
(2)温度应力。因采用低热水泥成本相对较高,绝大部分工程建设为控制成本,大多采用高热水泥。高热水泥具有快硬、高强、水化热大等特点,混凝土浇筑后,浇水养护工作经常不能及时进行,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化的过程中,现浇混凝土构件受到整体结构的约束,势必加大温度应力的重新分配,当重新分配拉应力超过混凝土自身抗拉强度时,即会产生混凝土裂缝。
1.2设计原因
(l)楼板的厚度过小。其结果导致楼板刚度不足,容易使楼板产生裂缝。
(2)配筋设计计算不合理。如连续跨楼板按照单跨板方式计算,导致板支座负弯矩钢筋配筋偏少。
(3)混凝土强度等级过高。混凝土强度等级过高,水化热大,楼板易形成收缩裂缝。
(4)安装工程的设计中,楼板内管道敷设、配置过多,又未采取构造措施也易形成使楼板出现裂缝。
1.3施工原因
(1)人员质量意识。施工人员在施工操作过程中,缺乏质量意识,也会导致混凝土构件产生裂缝。如在混凝土构件浇筑时振捣不均、振捣不密实,浇筑不同构件时,尤其在楼板等构件跨中部位板厚不足,这样构件在受到荷载作用时,就从其最薄弱部位产生裂缝。
(2)水灰比及坍落度。为保证施工快速方便,混凝土坍落度普遍按规范规定的高限设置,影响混凝土水灰比配比,对强度要求较低时,混凝土用水量不适宜,在浇注振捣过程中会或多或少产生离析现象,混凝土中的水泥会随水流失,破坏了混凝土有效成分的组合。
(3)施工荷载不当。现浇楼板刚浇注十几个小时,施工单位就忙于下道工序施工,甚至混凝土未达到规定的强度,就堆放材料或从事施工等,混凝土构件受到外荷载的作用,产生不应承受的荷载,发生内力变化。所以工程还未竣工,构件就已经产生裂缝。
2框架结构钢筋混凝土面板裂缝防治措施
2.1重视混凝土施工设计
在设计过程中,应尽量选择中低强度的混凝土,并将强度等级控制在C20~C35的范围内,尽量不选用高强混凝土,并对混凝土的抗裂薄弱部位进行科学计算,从设计的源头提高对裂缝的控制,避免影响竣工,或者后期修复的高成本。对于跨度过大或者体积较大的梁,应注重其纵向钢筋的设置,提高梁纵向截面的配筋率,以保证施工期间由温度、荷载变化、收缩应力等引起的裂缝,并在阳角处、凹角处、剪力墙外墙等相交或者约束力强的部分进行合理配筋,尽量避免使用小直径、密间距布置情况,且间距不能大于10 cm。
2.2控制原材料的质量
保证原材料符合国家规定是进行制作的首要工作也是最重要的工作必须认真执行。在进行混凝土制作之前要对所有的原材料进行检测以国家的标准、行业标准以及企业自身的标准为主来进行测定,坚决杜绝不合格的材料。只有通过检测的材料才能运用到混凝土的现场制作。除了在使用材料之前要对其进行检查外,在今后的使用中还要定期的对材料进行检查确保材料绝对的质量安全。
2.3按照规定配比
在对原材料检查合格之后就是要对材料进行配比,配比的原则就是要根据工程要求以及国家强制性的规定进行配比。在配比中主要是通过水灰比的调整来改变混凝土的强度,所以在根据实际情况进行分析后我们可以根据改变水的含量来满足各种实际情况中的需求。
2.4施工间隔
混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在樓板上踩踏或安装模板及支架,更不得在其上堆放砖、模板等重物。一般在混凝土浇筑24h后,再进行下道工序施工。
2.5混凝土养护
应该严格按照规范进行。尤其应该做到在浇筑后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护;混凝土浇水养护的时间,对一般混凝土不得少于7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14d,对后浇带处的混凝土,不得少于3Od:浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。
2.6拆模时间
严格控制现浇板底模及其支架的拆除时间,混凝土浇筑时应该留置同条件自然养护试件,在拆模前应该检查同条件养护试件强度试验报告,符合要求才能拆模。后浇带模板的拆除应该按照施工技术方案执行。
2.7控制混凝土温度变化过快
在温度较高的情况下进行施工,可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖,以减少阳光辐射,同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加凉水。如果是在冬季进行施工,因为要防止早期混凝土被冻问题,混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热,对原材料应视气温高低进行加热。 2.8常用的裂缝控制方法
在民用建筑中普遍采用的裂缝控制方法是沿结构每30m左右设置收缩后浇带,并在其两侧混凝土早期收缩基本完成后(龄期60 d早期收缩可完成70%左右)方浇筑收缩后浇带的微膨胀混凝土,后浇带施工时清缝困难,且容易于该处渗水。近几年来采用抗裂方法的工程实例也为数不少。抗裂方法主要可分为两种:(1)提高配筋率(或掺钢纤维);(2)掺膨胀剂。掺钢纤维的方法可以从本质上提高混凝土的抗拉强度,从而提高其抗裂性能;但是其掺量如何确定有待研究,且造价也比较高昂。掺膨胀剂、设置膨胀加强带可以使混凝土产生微膨胀,以之补偿其早期收缩,该方法有不少成功的工程实例,有的工程甚至100m多长,通过设置多道膨胀加强带并在施工中采取一系列其它措施一次浇筑混凝土,而未留任何形式的缝;然而,因膨胀剂掺用不当而引起的工程事故同样应引起结构设计人员的深思。
3框架结构钢筋混凝土面板裂缝处理方法
3.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
3.2 灌浆法
此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
3.3 填充法
用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于 0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开 V 型槽,然后作填充处理。
3.4包裹加固法
在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋混凝土围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未破碎裂透或一侧破碎的,将裂缝部位的钢筋保護层凿去,外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的方法来处理。
3.5钢箍加固法
在结构裂缝部位四周加 U 型螺栓或型钢套箍,以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载能力。用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍,两端留有螺纹,套入钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个型钢箍套上后焊接,然后打入金属楔楔紧。采用钢箍时需在梁上刻槽以防滑。此法适合于补强梁内箍筋及弯起筋不足,抗剪达不到要求的情况。
3.6粘钢加固法
利用建筑结构胶强度高的特点,将钢板或型钢粘贴到构件混凝土裂缝部位表面,提高结构的承载力和抗震等级。粘结前,钢材表面进行喷砂处理,混凝土表面刷净干燥,粘结层厚度为 3mm 左右。
3.7碳纤维加固法
施工方法基本同粘钢加固法。碳纤维重量轻,抗拉强度却是普通钢材的 10 倍以上,采用碳纤维片材补强加固后,几乎不改变原结构的自重和结构尺寸,耐久性好,抗腐蚀性强,施工完成后 72 小时后,结构即可受力,施工简便快捷。
4结语
现浇混凝土构件裂缝的产生是由诸多原因造成的。只要在材料、施工、设计等几个方面加强控制,并进行弥补处治,就完全可以减少现浇钢筋混凝土构件裂缝的发生以及有效防治裂缝给建筑物造成的危害。
参考文献
[1]徐涛.混凝土施工质量问题产生的原因和防治措施初探[J].华中建筑,2007(08)
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2008,(5)
[3]张红彬,刘付中.浅析混凝土质量通病防治措施[A].,土木建筑2010
[4]徐英俊,刘颖秋.混凝土裂缝的原因及控制措施[J].黑龙江科技信息,2011(08).