劉念豫, 張宇輝, 張世寬
鄭州中岳秀峰房地產(chǎn)有限公司(450000)
裂縫是混凝土的一種常見病,在建筑施工中不可能完全避免此種現(xiàn)象的出現(xiàn)。但混凝土裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,而且會(huì)影響建筑物的承載能力和使用功能,影響人們的感官舒適度。裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多,要想控制解決混凝土中裂縫問題,需要從混凝土裂縫的形成原因入手,正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。
現(xiàn)代建筑追求形式美的趨勢已不可避免,越來越多的建筑外立面變化豐富,功能多樣,這就使得建筑平面布置復(fù)雜多變,設(shè)計(jì)中伸縮縫、后澆帶的設(shè)置不盡合理。不合理的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫,主要表現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫;構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫;設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加的預(yù)應(yīng)力估計(jì)不足,造成錨固端偏心、應(yīng)力過大等引起裂縫;設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形,采用的混凝土等級(jí)過高,對(duì)混凝土抗裂也極為不利。
1)混凝土原材料的配置不當(dāng)也會(huì)引起裂縫,如粗細(xì)骨料含泥量過大、骨料顆粒級(jí)配不良都會(huì)造成混凝土收縮增大,從而誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生,骨料的密度大、級(jí)配好、彈性模量高、骨料粒徑大則可減少混凝土的收縮。骨料粒徑越細(xì),針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量也會(huì)增大。
2)混凝土外加劑、摻合料會(huì)影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變,如果選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng),會(huì)嚴(yán)重增強(qiáng)混凝土收縮。
3)不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿干縮性變化很大。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。水泥強(qiáng)度等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高,對(duì)混凝土開裂影響越大?;炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度越高,混凝土脆性越大,也越容易開裂。
4)混凝土中水的蒸發(fā)引起混凝土的收縮,水灰比越大水泥漿越稀,收縮率越大開裂的可能性也越大。
1)混凝土拌和不勻、拌和時(shí)間過長,運(yùn)輸時(shí)間過長、運(yùn)輸泵送時(shí)改變了配合比,澆筑順序不合理、速度太快等施工會(huì)改變混凝土的質(zhì)量,降低混凝土的性能,引起澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫。現(xiàn)場振搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗抽撤過快,會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的發(fā)生。鋼筋保護(hù)層厚度不足,造成鋼筋與混凝土的握裹作用減小,對(duì)混凝土變形開裂的約束作用減弱。在風(fēng)速過大或烈日暴曬的情況下施工,混凝土的收縮值大。大體積混凝土構(gòu)件澆筑后,抹面的次數(shù)和保溫工作不到位,易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
2)混凝土的養(yǎng)護(hù)可改變混凝土的水化反應(yīng)速度,影響混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長,則混凝土收縮越小。在養(yǎng)護(hù)的過程中必須嚴(yán)格控制混凝土的水化熱,對(duì)拌和好的混凝土進(jìn)行預(yù)冷卻以降低溫度,使?jié)仓蠡炷恋淖罡邷囟扰c溫度梯度最小,外界對(duì)混凝土的約束最小?;炷琉B(yǎng)護(hù)的目的是為了保證混凝土的正常凝結(jié)、硬化。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間過短,保持的濕度過低都會(huì)使得混凝土收縮變大,會(huì)引起裂縫。
設(shè)計(jì)中,建筑平面應(yīng)盡量規(guī)則,避免平面形狀突變,產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致應(yīng)力裂縫。若不能避免形狀突變,如在孔洞和斷面的轉(zhuǎn)角部位,由于溫度收縮也會(huì)引起應(yīng)力集中,這時(shí)應(yīng)作局部處理,做成逐漸變化的過渡形式,同時(shí)還應(yīng)加配鋼筋。建筑長度較長時(shí),要按照相關(guān)規(guī)范合理布置伸縮縫、后澆帶等。同時(shí),有條件的情況下可以在受力較小,影響不大的部位設(shè)置施工縫,引導(dǎo)裂縫在此處產(chǎn)生,然后集中處理。
在設(shè)計(jì)中要注意到那些容易開裂的部位,在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下,鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。設(shè)計(jì)應(yīng)用的混凝土標(biāo)高不要太大。對(duì)比較容易產(chǎn)生開裂的區(qū)域及開洞四角可相應(yīng)增加構(gòu)造配筋。含筋量的增加或配置細(xì)而密的鋼筋,可以分散裂縫,使裂縫細(xì)而密,從而達(dá)到不滲水甚至肉眼看不見的要求。設(shè)計(jì)上盡可能消除人為的非結(jié)構(gòu)承載性裂縫。另外,對(duì)結(jié)構(gòu)體不要有太大的局部削弱,例如:管道不要太集中,大的管道要確保有一定的保護(hù)層,并要設(shè)置構(gòu)造配筋。
混凝土原材料的選用首先要選擇產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)批量大、社會(huì)信譽(yù)高的大型水泥生產(chǎn)廠生產(chǎn)的水泥,另外用于做配合比的水泥一定要做水泥凈漿安定性試驗(yàn)。對(duì)于安定性不良的水泥,嚴(yán)謹(jǐn)用于拌制混凝土。其次用于配置混凝土的砂、石骨料宜選用孔隙率較小,級(jí)配良好的材料,可用幾種顆粒不同的骨料進(jìn)行級(jí)配的優(yōu)化,選取密實(shí)度較好、便于施工澆筑的級(jí)配為最佳級(jí)配。同時(shí),嚴(yán)格控制砂、石骨料的含泥量,杜絕含泥量過大的砂、石骨料進(jìn)入拌合現(xiàn)場,應(yīng)指派專人對(duì)砂、石骨料用干凈水邊用邊西,這樣既可控制骨料溫度過高,又能控制含泥量。
1)嚴(yán)格控制水灰比,減少水泥用量同時(shí),把握好混凝土的初凝時(shí)間,不得使用已過初凝時(shí)間的混凝土,更不能隨意加水。
2)混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,如果必須間歇時(shí),其間歇時(shí)間宜短,并在前層混凝土凝結(jié)之前將次層混凝土澆筑完畢。
3)根據(jù)施工對(duì)象及混凝土拌和物的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)恼駬v器。按照“快插慢拔”原則施工,避免振動(dòng)棒與鋼筋的接觸。
4)對(duì)預(yù)留洞口或者管線穿越多的部位,要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及規(guī)范的要求增設(shè)附加鋼筋,以抵抗此部位的集中應(yīng)力。
5)對(duì)于梁板構(gòu)件,要注意拆模時(shí)間和拆模順序。一般后支的模板先拆,先支的模板后拆;先拆非承重部位,后拆承重部位;梁的拆除應(yīng)先拆除梁的側(cè)模等。對(duì)于高支模板的拆除還要有專項(xiàng)的拆除方案。
6)混凝土養(yǎng)護(hù)工作,是整個(gè)施工過程中非常重要環(huán)節(jié),忽視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù),既會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫。更重要的是在高溫下施工,應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù),一來可減少溫度產(chǎn)生的裂縫,二來可降低由于混疑土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力。有效控制裂縫。
控制裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展,是建筑工程中必不可少的—個(gè)重要環(huán)節(jié),應(yīng)引起足夠重視??刂屏芽p,重點(diǎn)在防,并需要從設(shè)計(jì)、施工上共同努力,采取有針對(duì)性的防裂措施,加大主動(dòng)控制的力度,才能提高新建房屋質(zhì)量的可靠性。只要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定,做到設(shè)計(jì)與施工緊密配合,控制裂隙是完全可以做到的。
[1] 富文權(quán),韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制[M].中國鐵道出版社,2002
[2] 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006