苑飛
摘要:對建筑工程中常見的混凝土樓板裂縫的特征和形成原因進行分析,并提出相應的預防措施及處理原則。
關鍵詞:樓板;裂縫;預防;處理原則
Analysis of cracks in the concrete floor and preventive measuresYuan Fei
Changchun Institute of Design and Research Institute of Jilin 130012
Abstract: The construction of the common characteristics of the concrete floor cracks and formation analysis, and the corresponding preventive measures and management principles.Keywords: floor; cracks; prevention; management principles .
在改革開放的今天,傳統(tǒng)的預制板逐漸被現(xiàn)澆板所取代,由于使用了現(xiàn)澆樓板,房屋的整體性、抗不均勻沉降性和結構安全性均有很大提高,但也伴隨產生了一些樓板裂縫的情況;筆者根據(jù)多年的結構設計經驗,分析研究常見樓板裂縫的特征和形成原因,提出相應的預防措施及處理原則。
1 混凝土樓板裂縫的原因
1.1引起裂縫的首要原因是混凝土的收縮。眾所周知,混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發(fā),體積逐漸縮小,產生收縮,而板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展。而當混凝土的收縮所引起板的約束應力超過一定程度時,必然引起現(xiàn)澆板的開裂,開裂的部位往往產生在應力相對集中的地方,所以板的裂縫絕大多數(shù)產生在板角處,其走向與板的對角線相垂直。
1.2溫度裂縫。因水泥具有快硬、高強、水化熱大的特點,再加上該房屋的主體施工發(fā)生在夏季,混凝土澆搗后又未及時澆水養(yǎng)護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補充,因而在硬化過程中,現(xiàn)澆板受到支座的約束,勢必產生溫度應力而出現(xiàn)裂縫,這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位,即板角處。另外,室內外溫差變化較大,也要引起一定的裂縫。在調查中發(fā)現(xiàn)房屋西邊及頂層的裂縫居多。事實上許多裂縫往往是混凝土收縮及溫度變化綜合引發(fā)的。
1.3結構體型突變及未設置必要的伸縮縫。開發(fā)商為了提高土地的利用率,房屋長度過長,而又未考慮設置伸縮縫,當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時,就要引起裂縫的產生。另外,平面布局凹凸較多,即轉角也越多,這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易于產生裂縫。
1.4支座處負筋下沉產生裂縫。在施工過程中由于施工工藝不當,鋼筋工人不負責,致使支座處負筋下陷,保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產生裂縫?,F(xiàn)澆樓板的負彎距鋼筋或附加構造筋漏放,也可以導致板沿負彎距區(qū)應力較大處裂縫;裂縫一般是上面大、下面小,有的板底看不見裂縫;施工前交底不清,對板的負彎距配筋或附加構造筋設置重視不夠,沒有采取有效的技術措施以確保鋼筋的架空位置符合設計要求。鋼筋綁扎,混凝土的澆筑、振搗施工過程中,沒有采取保護負彎距鋼筋位置的有效方法,是造成現(xiàn)澆板裂縫的主要原因。
1.5施工中水泥不合格引起的構件裂縫
1.5.1使用安定性不合格的水泥,在水泥水化后凝結硬化過程中,在有害物質反應的作用下,產生了劇烈的不均勻的體積變化,在構件內部會產生破壞應力,導致強度下降、開裂的事故。
1.5.2導致引起水泥體積安定性的不良有害物質有三種:
第一種:游離氧化鎂(MgO)的反應。速度很慢,可達10~20年,其固相體積增大2.48倍。國標規(guī)定,用壓蒸法檢測,當壓蒸膨脹率超過0.5%是,該水泥壓蒸安定性為不合格。
第二種:水泥中加入過量的石膏引起反應。從水泥水化開始至硬化結束的整個過程中,該反應一直進行,固相體積增大2.22倍。國標規(guī)定氧化硫(SO3)含量不得超過3.5% 。
第三種:游離氧化鈣。水泥生料在燒熟過程中氧化鈣和氧化硅、氧化鋁、氧化鐵的化學反應不可能完全進行,尚剩余一些氧化鈣沒有被吸收,所剩在熟料中的游離氧化鈣結構致密,遇水反應緩慢,一般需要3~6個月才能完全水化,固相體積增大1.98倍。
1.5.3不同品種、不同標號的水泥,其性能完全不同,水化后初凝和終凝的時間不同,收縮率也不同。因此,混用水泥拌和的混凝土,所澆注的構件容易產生收縮裂縫。
1.6用含泥細砂澆注的混凝土裂縫
骨料的含泥量控制不嚴,骨料表面附著的黏土、灰塵和有機雜質,影響了水泥的黏結,使泥漿浮在構件表層,當混凝土構件硬化后便產生網狀干縮裂縫,并降低了混凝土的強度等級。
1.7施工中使用外加劑不當造成構件裂縫
1.7.1隨意采用劣質的外加劑,摻入后沒有起到應有的作用,如摻入早強劑的混凝土不早強,摻入抗?jié)B劑的混凝土不抗?jié)B,……直接影響構件的質量,造成混凝土的強度下降,出現(xiàn)裂縫。
1.7.2計量不準確,造成外加劑摻量過少,摻入后沒有起到應有的作用,或者造成外加劑的摻量過大,使混凝土的拌和物不會硬化,造成混凝土構件破壞。
1.8施工中使用不合格鋼筋造成的變形和裂縫
1.8.1有些施工單位為了節(jié)省資金施工非國標的鋼筋,造成該板的強度下降,在上部荷載的作用下,產生彎曲變形和裂縫,乃至斷坍。
1.8.2采用只滿足鋼筋直徑的要求而不管鋼筋的力學性能和級別,甚至常將I級鋼筋代替II級鋼筋使用,則鋼筋的抗拉、抗壓強度值降低30%左右。
1.9施工中將懸挑板的鋼筋放錯位置產生的裂縫和斷裂、
懸挑板在嵌固支座處是受負彎距——上面受拉,下面受壓,與簡支板結構的受力情況剛好相反。懸挑板的受力鋼筋應在上面,有些施工單位錯將受力主筋倒放,必將造成事故。還有懸跳板的轉角附加筋漏放或少放,造成板的斜裂縫。
2裂縫的預防措施及處理原則
上述裂縫為多種因素所引起的,現(xiàn)澆板裂縫既影響美觀,又容易使住戶產生心理上的不安,而且裂縫不僅會影響抗?jié)B效果,也易造成水分侵蝕鋼筋,影響使用耐久性。因此,針對上述裂縫產生的原因,提出了一些防治措施和處理原則。
2.1加強現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護是整個施工過程中必不可少的一個環(huán)節(jié),忽視對混凝土的養(yǎng)護,既會降低混凝土的強度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫,尤其在高溫下施工,更應經常澆水養(yǎng)護,這樣既可減少溫度產生的裂縫,也可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力,有效控制裂縫。同時,對水泥砂漿地面,也要嚴格按施工順序操作,并加強養(yǎng)護,經常使地面處于濕潤狀態(tài),也能有效地抑制地面裂縫的產生。
2.2嚴格控制砂的粒徑及含泥量?;炷劣蒙皯捎弥写稚?,如砂粒過細,砂的含泥量超過標準,不僅降低強度,也會使混凝土產生裂縫,這是因為泥的膨脹性大于水泥膨脹性的緣故。
2.3在板角增加輻射筋。現(xiàn)澆板的四周在設計上都已配置負筋,但針對絕大多數(shù)裂縫產生于板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設輻射筋,使產生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫,此外配筋較多時,相對來說也能明顯改善裂縫的產生或擴展,根據(jù)裂縫距板角的距離,輻射筋長度為1.5m左右。
2.4平面布置上盡量減少凹凸現(xiàn)象和設置必要的伸縮縫。平面轉角過多,即薄弱部位越多,而這些部位由于應力集中,往往是裂縫的多發(fā)區(qū)。
2.5嚴格控制板面負筋的保護層厚度?,F(xiàn)澆板負筋一般放置在支座梁鋼筋上面,與梁筋應綁扎在一起,另外,采用鐵架子或混凝土墊塊等措施來固定負筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉,從而可有效控制保護層,避免支座處因負筋下沉,保護層厚度變大而產生裂縫,板的保護層厚度不應大于1.5cm。施工前認真與設計院交底,對板的負彎距配筋或附加構造筋設置高度重視,采取有效的技術措施以確保鋼筋的架空位置符合設計要求。
2.6嚴格控制水泥合格標準,禁止用劣質水泥和含泥細砂;已經施工完的工程經檢測構件混凝土強度等級低于設計要求時,必須會同有關部門研究加固和處理方案。檢測混凝土構件的實際強度等級如能滿足設計要求時,處理方法如下:及時鑿除表面裂縫疏松層,用“華千EC2000聚合物砂漿”抹壓平整即可。
2.7嚴格控制外加劑質量和用量;由于使用劣質外加劑而造成構件的裂縫時,應先檢測構件混凝土的強度。如能滿足設計要求,可根據(jù)裂縫實際的寬度、長度、位置等,采用“華千J-302混凝土再澆劑”水泥漿液或“華千YJS-灌漿樹脂”漿液灌注封閉,恢復原由功能和防止鋼筋銹蝕。當誤摻入外加劑造成混凝土構件強度降低時,必須即使返工,早出構件上的混凝土,整理安裝好鋼筋、立模板,換合格的外加劑重新澆注混凝土。預防措施:在蒸汽養(yǎng)護的混凝土和預應力混凝土中,不宜摻用引氣劑或引氣減水劑。
2.8嚴格控制鋼筋質量;避免使用劣質鋼筋;在檢查中發(fā)現(xiàn)有不合格的偽劣鋼筋,已經制作安裝入模時,必須及時拆除更換合格的鋼筋,確保構件的安全;如已配料、成型,必須及時更換。
2.9在施工懸挑板時控制鋼筋擺放位置。檢查已經裂縫的懸挑板中的鋼筋直徑、級別、根數(shù),若直徑與根數(shù)小于或少于設計要求,或鋼筋位置不符合規(guī)定時,必須及時返工,更換合格的鋼筋。
總之,混凝土樓板出現(xiàn)裂縫比較常見,原因也是多方面的,要認真觀察和分析,確定屬于何種性質的裂縫,以便采取有效措施進行處理,避免造成不必要的經濟損失。
參考文獻:
1 彭勝浩 建筑工程質量通病防治手冊【M】.北京:中國建筑工業(yè)出版社.1984
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