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摘 要: 针对目前现浇板早期开裂的问题,从材料施工设计等方面进行了分析,提出相应的对策及防治措施,并对已经产生的裂缝给出修补方法,从而保证现浇楼板施工质量
关键词: 混凝土裂缝;收缩;约束应力;养护
Pick to: based on the current site casting early cracking problems, from the aspects such as material construction design are analyzed, and put forward the corresponding countermeasures and measures, and to have the crack repair method is given, so as to ensure the quality of cast-in-place floor slab construction
Keywords: concrete crack; Contraction; Restraint stress; maintenance
中图分类号:TV543+.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013
引言
近些年来,房屋建筑工程中传统的预制板逐渐被现浇板所取代,房屋的整体性、抗不均匀沉降性和结构安全性均有很大提高。在可预见的将来,混凝土仍将是建筑业不可或缺的一个大宗性建筑材料。然而,现浇板裂缝问题较普遍地出现早期开裂的现象。
1 早期裂纹的危害
在混凝土工程中要完全避免裂纹几乎是不可能的。微细的收缩裂纹(宽度 <0.15 mm ~0.2 mm)对承载能力影响不大,有些微裂纹随着水泥不断水化,可能自合。所谓早期,是指混凝土和钢筋混凝土结构在使用荷载作用前,拆模后就出现裂缝。在房屋建筑中常见的是楼板墙板的横向裂纹和四个角上的斜裂纹。
粗裂缝会降低混凝土的渗水性和耐久性,有害物质很易通过裂纹抵达钢筋表面。一根钢筋上即使有几处锈蚀,就能降低整根钢筋的承载力,导致结构的承载能力降低。
2裂缝原因分析
2.1混凝土的收缩
众所周知,混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周受到支座的约束,不能自由伸展。当混凝土的收缩所引起的板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方。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。故大多数板上裂缝都出现在板角处、沿外墙转角处。
2.2温度裂缝
混凝土在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,就形成内外温差。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的走向通常无一定规律,但由于板的四周约束较多,故这种裂缝在板的四周也较多。
大面积结构裂缝通常纵横交错,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
2.3楼板平面设计不规则
平面形状不规整,转角较多,转角处应力集中形成薄弱部位。房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,引起裂缝的产生。
2.4施工措施不力导致混凝土裂缝
1)未按操作规程施工,混凝土施工质量差,甚至偷工减料,板厚不够或板钢筋根数减少。2)钢筋位置不正确,板的上层钢筋在施工过程中被踩踏,发生位移、变形等;负弯矩钢筋放置在板的下方,致使楼板裂缝的产生,严重者甚至有断板的危险。3)工期安排不合理,一味要求进度,楼层混凝土浇筑后未达到终凝就上荷载未达到规定强度就过早拆模等。这些因素造成混凝土楼板早期无强度或强度低时,直接承受压、弯、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。
2.5原材料方面
采用含泥量较大的砂、石拌制的混凝土,由于泥的膨胀性大于水泥的膨胀性,会直接导致混凝土收缩变大,抗拉强度降低。
同时为了满足现浇混凝土板的早期强度及高强度,泵送混凝土坍落度大,流动性好的特点,每立方米混凝土水泥用量往往较大,这也是裂缝产生的一个原因。
事实上,混凝土裂缝的成因并不是单一的,而是许多综合因素共同引发的,首要的因素是混凝土的收缩和温度变化。
3裂缝的预防措施
1)混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚、水泥用量越大、水化热越高的水泥,其内部温度越高、形成温度应力越大、产生裂缝的可能性越大。所以最根本的处理措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
从施工的角度看,混凝土的养护十分重要,必须切实做好。主要是保持适当的温度和湿度。保温的目的是减少混凝土表面的热扩散,使混凝土内外温差尽量减小,保湿是为了防止混凝土表面水分减少。
在实际施工过程中,由于赶工期,养护工作影响到施工人员的弹线和作业,因此楼面混凝土往往缺乏较足够的浇水养护时间,温度养护也未按标准执行,故要落实专人养护。
2)在设计上,住宅工程楼(屋)面板的建筑平面变化应尽量简单、規整、避免突变及不规则,以减少应力集中,或采取相应的加固措施。为保证楼板的有效厚度,预埋管线不宜重叠布置,楼板在厚度上也应稍有提高,且多层住宅楼(屋)面板厚度不宜小于110 mm。
当房屋长度大于 40 m 时,宜在楼面板中部设置后浇带,后浇带宜采用补偿收缩混凝土浇筑,以减少裂缝的产生。
3)各道工序都要严格按操作规程施工。合理安排施工工期,不能盲目求快。主体工程施工更应精心组织。尤其要保护上层钢筋网在施工中不被踩踏、变形,所以马凳的设置非常重要。在楼梯等频繁通行处应搭设临时简易通道,以供施工人员通行。
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,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。
现浇楼面板必须达到规定强度后才能拆模,上部施工荷载也不能加得过早、过大和过于集中。
4)对原材料的控制。施工时要针对工程特点,根据材料的性能、质量标准、适用范围和施工要求等方面进行综合考虑,慎重地来选择和使用材料。严格控制砂的粒径及含泥量。尽量采用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,并充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。
国内外大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,能起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,从而改善可泵性。同时掺加原状或磨细粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
为提高混凝土楼(屋)面板的抗裂性能,也可以在混凝土中掺入适量的抗裂材料。
4裂缝的弥补及处理
如果楼面已经产生了裂缝,那么就需要做好妥善处理工作,然后再进行装修等。混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,嵌缝法,结构加固法。
1)表面修补法。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,此法仅用于修补混凝土表面细小的、对结构承载能力没有影响的表面裂缝,以满足美观和耐久的需要,也可用于对防渗要求较高的楼面上。修补前混凝土表面应先清理干净、保持干燥,修补材料与基层才能有较好的粘结。沿裂缝铺设环氧树脂玻璃布或橡胶沥青棉纸等,以起到粘贴封闭裂缝的作用。
2)填充密封法。
这种方法用来修补中等宽度的混凝土裂缝,是比较常用的一种方法。将裂缝表面凿成凹槽,然后用填充材料进行修补。对于固定裂缝,通常用普通水泥砂浆、膨胀砂浆或环氧胶泥等刚性材料填充;对于活性裂缝则用弹性嵌缝材料填充,以使裂缝有伸缩的余地,避免产生新的裂缝。常用的弹性密封材料有:丙烯酸树脂、硅酸脂、聚硫化物、合成橡胶等。
3)结构加固法。
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
总之,要避免和减少现浇板的裂缝,需要从各个环节入手、各参与方共同配合,采取事前预防、事中监督,事后检查的方式,并积极进行总结和改进,总是能达到相应的效果的。
关键词: 混凝土裂缝;收缩;约束应力;养护
Pick to: based on the current site casting early cracking problems, from the aspects such as material construction design are analyzed, and put forward the corresponding countermeasures and measures, and to have the crack repair method is given, so as to ensure the quality of cast-in-place floor slab construction
Keywords: concrete crack; Contraction; Restraint stress; maintenance
中图分类号:TV543+.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013
引言
近些年来,房屋建筑工程中传统的预制板逐渐被现浇板所取代,房屋的整体性、抗不均匀沉降性和结构安全性均有很大提高。在可预见的将来,混凝土仍将是建筑业不可或缺的一个大宗性建筑材料。然而,现浇板裂缝问题较普遍地出现早期开裂的现象。
1 早期裂纹的危害
在混凝土工程中要完全避免裂纹几乎是不可能的。微细的收缩裂纹(宽度 <0.15 mm ~0.2 mm)对承载能力影响不大,有些微裂纹随着水泥不断水化,可能自合。所谓早期,是指混凝土和钢筋混凝土结构在使用荷载作用前,拆模后就出现裂缝。在房屋建筑中常见的是楼板墙板的横向裂纹和四个角上的斜裂纹。
粗裂缝会降低混凝土的渗水性和耐久性,有害物质很易通过裂纹抵达钢筋表面。一根钢筋上即使有几处锈蚀,就能降低整根钢筋的承载力,导致结构的承载能力降低。
2裂缝原因分析
2.1混凝土的收缩
众所周知,混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周受到支座的约束,不能自由伸展。当混凝土的收缩所引起的板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方。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。故大多数板上裂缝都出现在板角处、沿外墙转角处。
2.2温度裂缝
混凝土在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,就形成内外温差。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的走向通常无一定规律,但由于板的四周约束较多,故这种裂缝在板的四周也较多。
大面积结构裂缝通常纵横交错,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
2.3楼板平面设计不规则
平面形状不规整,转角较多,转角处应力集中形成薄弱部位。房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,引起裂缝的产生。
2.4施工措施不力导致混凝土裂缝
1)未按操作规程施工,混凝土施工质量差,甚至偷工减料,板厚不够或板钢筋根数减少。2)钢筋位置不正确,板的上层钢筋在施工过程中被踩踏,发生位移、变形等;负弯矩钢筋放置在板的下方,致使楼板裂缝的产生,严重者甚至有断板的危险。3)工期安排不合理,一味要求进度,楼层混凝土浇筑后未达到终凝就上荷载未达到规定强度就过早拆模等。这些因素造成混凝土楼板早期无强度或强度低时,直接承受压、弯、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。
2.5原材料方面
采用含泥量较大的砂、石拌制的混凝土,由于泥的膨胀性大于水泥的膨胀性,会直接导致混凝土收缩变大,抗拉强度降低。
同时为了满足现浇混凝土板的早期强度及高强度,泵送混凝土坍落度大,流动性好的特点,每立方米混凝土水泥用量往往较大,这也是裂缝产生的一个原因。
事实上,混凝土裂缝的成因并不是单一的,而是许多综合因素共同引发的,首要的因素是混凝土的收缩和温度变化。
3裂缝的预防措施
1)混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚、水泥用量越大、水化热越高的水泥,其内部温度越高、形成温度应力越大、产生裂缝的可能性越大。所以最根本的处理措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
从施工的角度看,混凝土的养护十分重要,必须切实做好。主要是保持适当的温度和湿度。保温的目的是减少混凝土表面的热扩散,使混凝土内外温差尽量减小,保湿是为了防止混凝土表面水分减少。
在实际施工过程中,由于赶工期,养护工作影响到施工人员的弹线和作业,因此楼面混凝土往往缺乏较足够的浇水养护时间,温度养护也未按标准执行,故要落实专人养护。
2)在设计上,住宅工程楼(屋)面板的建筑平面变化应尽量简单、規整、避免突变及不规则,以减少应力集中,或采取相应的加固措施。为保证楼板的有效厚度,预埋管线不宜重叠布置,楼板在厚度上也应稍有提高,且多层住宅楼(屋)面板厚度不宜小于110 mm。
当房屋长度大于 40 m 时,宜在楼面板中部设置后浇带,后浇带宜采用补偿收缩混凝土浇筑,以减少裂缝的产生。
3)各道工序都要严格按操作规程施工。合理安排施工工期,不能盲目求快。主体工程施工更应精心组织。尤其要保护上层钢筋网在施工中不被踩踏、变形,所以马凳的设置非常重要。在楼梯等频繁通行处应搭设临时简易通道,以供施工人员通行。
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,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。
现浇楼面板必须达到规定强度后才能拆模,上部施工荷载也不能加得过早、过大和过于集中。
4)对原材料的控制。施工时要针对工程特点,根据材料的性能、质量标准、适用范围和施工要求等方面进行综合考虑,慎重地来选择和使用材料。严格控制砂的粒径及含泥量。尽量采用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,并充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。
国内外大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,能起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,从而改善可泵性。同时掺加原状或磨细粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
为提高混凝土楼(屋)面板的抗裂性能,也可以在混凝土中掺入适量的抗裂材料。
4裂缝的弥补及处理
如果楼面已经产生了裂缝,那么就需要做好妥善处理工作,然后再进行装修等。混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,嵌缝法,结构加固法。
1)表面修补法。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,此法仅用于修补混凝土表面细小的、对结构承载能力没有影响的表面裂缝,以满足美观和耐久的需要,也可用于对防渗要求较高的楼面上。修补前混凝土表面应先清理干净、保持干燥,修补材料与基层才能有较好的粘结。沿裂缝铺设环氧树脂玻璃布或橡胶沥青棉纸等,以起到粘贴封闭裂缝的作用。
2)填充密封法。
这种方法用来修补中等宽度的混凝土裂缝,是比较常用的一种方法。将裂缝表面凿成凹槽,然后用填充材料进行修补。对于固定裂缝,通常用普通水泥砂浆、膨胀砂浆或环氧胶泥等刚性材料填充;对于活性裂缝则用弹性嵌缝材料填充,以使裂缝有伸缩的余地,避免产生新的裂缝。常用的弹性密封材料有:丙烯酸树脂、硅酸脂、聚硫化物、合成橡胶等。
3)结构加固法。
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
总之,要避免和减少现浇板的裂缝,需要从各个环节入手、各参与方共同配合,采取事前预防、事中监督,事后检查的方式,并积极进行总结和改进,总是能达到相应的效果的。