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浅谈现浇混凝土楼板施工裂缝的控制

日期:2014年4月10日 23:25

  根据实际建设经验,住宅建设中采用现浇混凝土楼板,在加强建筑物的整体性的同时,也提高建筑物的抗震性能。但现浇混凝土楼板存在的裂缝问题在一定程度上影响到结构的抗渗性和耐久性,是一个迫切需要解决的技术难题。笔者回顾近年来的工程实践,本文试从裂缝的形态、成因和控制措施,以及裂缝的处理等方面,谈谈自己的理解。
  一、裂缝的形态与发生部位
  裂缝形态呈上宽下窄形式,或肉眼只观察到上部裂缝,下部没有缝,但浇水试验,渗水轨迹清晰。裂缝呈现一定的规律性,即大开间多、小开间少;南向房间多、北向房间少;底层多、上层逐渐减少;进深方向多、开间方向少;条形楼中间单元多,边单元少。
  裂缝深度多为贯通裂缝和纵深裂缝,少部分为表面裂缝和浅层裂缝。裂缝宽度在0.1毫米~0.5毫米居多,个别的大于0.5毫米,或只有0.05毫米。
  裂缝主要发生部位有:现浇楼板跨中,沿进深通长方向;沿负弯矩筋边缘,进深方向;模板四角45度折角处;沿电线管预埋方向;施工缝处。
  二、裂缝的成因分析
  裂缝具有较明显的规律性和普遍性,是目前在工程结构领域中一个相当普遍的问题。大量的调查与实测研究证明,90%以上的裂缝是由变形作用引起的,在变形作用中,主要是温度变形和收缩变形引起的。由于这两种变形受到约束超过混凝土的抗拉强度,导致裂缝产生。
  1.温度应力产生的温度裂缝。水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥约放出50.2卡的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上通长升高35℃,如果使施工规范规定的最高浇筑温度28℃,则可使混凝土内部温度达到60℃多度,因为混凝土内部与表面的散热条件不同,所以中心温度高,形成温度梯度,造成温度应力。当这种温度应力超过混凝土的内外约束力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。一般认为,混凝土的内外温差超过25℃,极易产生温度裂缝,这种裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5天,初期出现的裂缝很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至达到贯穿的情况。
  2.塑性收缩裂缝。造成混凝土塑性收缩裂缝的主要原因是混凝土在塑性状态时混凝土表面失水过快造成的,经常发生在混凝土板或表面积较大的墙面上,一般长度大约0.2~2米,宽度为1~5毫米,从外观分为无规则网络状和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~10厘米,裂缝在混凝土浇筑后1~3小时内出现。
  3.干燥收缩裂缝。干燥收缩裂缝主要是混凝土在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。当混凝土因养护不够,表面水分蒸发过快,混凝土表面收缩加快,受混凝土内部的约束,将在表面产生拉应力,便产生裂缝。水泥水化反应,使混凝土内部和表面形成很大的温差,混凝土抗拉强度不足以抵抗因收缩产生的拉应力时,便产生表面裂缝。
  三、裂缝的预防控制措施
  1.优化混凝土配合比,提高混凝土抗拉性能。无论是现场拌制的小坍落度混凝土还是泵送混凝土,都应当在现有配合比的基础上,进一步试验研究高性能混凝土,优选有利于抗裂性能的混凝土级配,尽力减小水灰比,减少坍落度,降低砂率,增加骨料粒径,降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。对设计要求严格控制裂缝的结构,还应掺加补偿收缩的膨胀剂。
  2.改善混凝土养护工艺,减少混凝土自身收缩。试验证明,养护条件对混凝土的收缩影响很大,养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。按施工规范进行养护,能有效地持续地使混凝土表面保持适当的温度和湿度条件。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程,水泥水化速度较快,养护形成的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时由于散热时间延长,混凝土强度的松弛作用得到充分发挥,使混凝土的总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯通裂缝的产生。此外,在潮湿条件下,可使水泥水化充分、完全,从而提高混凝土的抗拉强度,增强后期裂缝的抗力。
  3.改进施工工艺。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水而在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
  4.规范施工操作规程,避免混凝土浇筑后的扰动。尽量采用小流水段施工,混凝土现浇板浇筑后不要过早上人,合适的开砌时间应在楼板混凝土达到5牛/平方毫米后;为使混凝土不早期受损,且不影响工期,宜采取早强措施;5牛/平方毫米值应制作同条件试块,确定达到的天数。
  5.楼板浇筑完毕时,新浇混凝土、模板体系、施工人员、机具、脚手板和手推车等也可能使下一层楼板超载。除非下一层板的混凝土已达100%设计强度。一般情况下应在上层的混凝土浇筑完后再拆下层模板。为防止新浇混凝土受震动和发生局部的荷载重分布,在楼板混凝土浇筑后两天内不要拆除其下部的任何一层模板和支撑。
  6.重视薄弱环节管理,控制引发裂缝。对施工缝,后浇带、预埋线管部位,塑性裂缝等,应严格按规范施工,制定具体措施,作好技术交底,必要时加膨胀剂,调节混凝土的收缩。
  四、裂缝的应对处理
  即使采取预防控制措施,目前还无法在混凝土楼板施工中彻底杜绝裂缝,而且设计规范允许一定宽度的裂缝出现。一旦出现了裂缝,处理时应遵守以下原则:
  (1)裂缝宽度在设计允许范围内时,可不作处理。裂缝宽度超过规范要求时,应先查清开裂原因,待其发展基本稳定后再处理。若影响结构安全的裂缝,应提请设计或主管部门处理解决。
  (2)不影响结构安全的裂缝应结合使用情况,可按下述方法处理:
  化学灌浆:适用于贯通裂缝,采用专用压力设备,将化学浆液压入缝内,一般化学浆液为环氧树脂、聚氨脂等。
  开槽嵌缝:在原有裂缝位置开槽,槽内清理干净,用密封材料填满嵌实,密封材料有环氧胶泥,密封油膏,聚合物砂浆等。
  表面涂抹:在裂缝表面涂刷密封涂料或防护砂浆,一般加玻纤布作加劲层,密封涂料采用聚氨脂或环氧树脂,防护砂浆采用聚合物砂浆或氯丁胶乳砂浆。
  五、结束语
  由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝开始的,因此,人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感。而对于设计施工人员,遇到裂缝问题,首先应根据反复调查裂缝资料进行荷载分析,其次再进行变形分析,断定引起开裂的主要原因,分析其危害性,既不能忽视隐患的存在,也不能产生“裂缝恐惧症”,要正确对待裂缝。
  在结构设计方面,应遵循极限状态设计原则,加强楼板内的构造配筋,对楼板的刚度控制应提高标准等。
  在施工方面,应严格按ISO9000质量体系标准,提供用户满意优质的产品。施工单位应把现浇混凝土楼板这一工序列为“关键工序”和“特殊工序”,进行严格的“过程控制”,在总结经验的基础上,编写出施工工法,由主管部门组织交流,以推动“裂缝控制”技术进步。
     (文章来源《建筑时报》http://www.jzsbs.com/html/31070302.htm)

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