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淺談現(xiàn)澆混凝土樓板收縮裂縫的原因及控制

2008-05-13 16:57    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,對(duì)房屋這個(gè)特殊的商品,居民對(duì)房屋的質(zhì)量格外認(rèn)真,用戶投訴的房屋質(zhì)量問題多為裂縫問題,尤其是現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)橫向貫通裂縫、房間四角處斜(45o)裂縫,這些裂縫的出現(xiàn),給用戶在心里上造成不安全感,經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生糾紛,所以紛紛向建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督部門投訴,為了妥善解決并相對(duì)控制現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫寬度,淺析如下,以供參考。

  一、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫形成特征

  根據(jù)用戶的工程質(zhì)量投訴,通過對(duì)工程質(zhì)量檢測(cè)和鑒定結(jié)果總結(jié)分析,現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫有如下幾種:

  1、墻角呈(45o)斜裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在縱橫交接的十字、T型、L型連接處,與縱橫墻成(45o)角,并排多道,距墻角的垂直距離大多在1500之內(nèi),大多為貫通裂縫。

  2、平行與縱橫墻的直裂縫。這種裂縫多出現(xiàn)在跨中部,平行于縱墻或橫墻,大部分為貫通裂縫。

  3、不規(guī)則裂縫。有直縫及不規(guī)則形狀裂縫,此縫中間寬并且貫通,兩頭深度較淺。

  4、支座處板面裂縫。這種裂縫多出現(xiàn)樓板與梁及墻相交部位的支座邊緣,此縫顯上寬下窄。

  二、裂縫的性質(zhì)

  通過對(duì)所發(fā)生的現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)鑒定,這些裂縫一般在工程竣工后開始出現(xiàn),二年后逐步停止。未發(fā)現(xiàn)有地基不均勻沉降而引起的墻體裂縫,檢測(cè)混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求,復(fù)核配筋基本滿足規(guī)范要求,排除了構(gòu)件承載力不足,過載或地基不均勻沉降引起的有害裂縫,是由于混凝土收縮在超靜定的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中所引起的約束應(yīng)力,從而導(dǎo)致裂縫普遍發(fā)生。收縮裂縫一般情況下對(duì)承載力影響不大,但有可能影響結(jié)構(gòu)中內(nèi)力分布的變化及耐久性。最主要影響美觀,引起不安全感,造成用戶的心理壓力,同時(shí)引發(fā)滲漏影響使用功能的缺陷。

  三、裂縫的成因分析

  混凝土的收縮變形是這種工程材料的固有特性,主要表現(xiàn)形式為:澆筑初期(終凝前)的凝縮變形;硬化過程中的干縮變形;在恒溫絕濕條件下,由凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形;溫度下降引起的冷縮變形。影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種、骨料品種和含泥量、混凝土配合比,外加劑種類及摻量、介質(zhì)濕度、養(yǎng)護(hù)條件等。混凝土的相對(duì)收縮量主要取決于水泥品種、水泥用量和水灰比,絕對(duì)收縮量除與這些因素有關(guān)外,還與構(gòu)件施工時(shí)最大連續(xù)邊長(zhǎng)成正比。當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板收縮受到其支承結(jié)構(gòu)的約束,板內(nèi)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

  1、澆筑初期(終凝前)的凝縮變形凝縮變形產(chǎn)生的裂縫發(fā)生在混凝土結(jié)硬前最初幾小時(shí)內(nèi),通常澆后24小時(shí)即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產(chǎn)生的裂縫,在梁、板中都有可能產(chǎn)生。另一類是塑性收縮裂縫,常出現(xiàn)在板中,裂縫為無(wú)規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產(chǎn)生的裂縫都與混凝土的泌水現(xiàn)象有關(guān)。

  新澆筑的混凝土經(jīng)壓實(shí)后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當(dāng)固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥結(jié)硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自己下沉,只是使結(jié)硬后混凝土的體積減少,并不會(huì)產(chǎn)生裂縫。

  塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當(dāng)水分蒸發(fā)速度超過了泌水速度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發(fā)速度的因素(如氣溫高、相對(duì)濕度底,風(fēng)速大以及混凝土中溫度高于周圍空氣溫度),都會(huì)促使塑性收縮裂縫的發(fā)生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達(dá)1~2。這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現(xiàn),因?yàn)榻遣康母煽s不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現(xiàn)與板邊呈(45o)的一系列平行裂縫。

  2、硬化過程中的干縮和水化作用引起的自身收縮自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,約1-2年才會(huì)出現(xiàn),它是由于水的遷移而引起。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失,而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產(chǎn)生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對(duì)濕度降低,體積減少,水灰比的變化對(duì)干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當(dāng)混凝土的水灰比降低時(shí)干燥收縮減少,而自身收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時(shí),其自身干燥作用和自身收縮與干縮相比小的可以忽略不計(jì);但是當(dāng)水灰比減少到0.35時(shí),體內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則接近各占一半。

  在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應(yīng)變將導(dǎo)致彈性拉應(yīng)力,拉應(yīng)力可被近似看作彈性模量與應(yīng)變的乘積;當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),材料出現(xiàn)開裂。但是由于混凝土的粘彈性(徐變),部分應(yīng)力釋放,殘余應(yīng)力(徐變產(chǎn)生的應(yīng)力松馳后)才是決定混凝土是否開裂的關(guān)鍵。

  3、溫度下降引起的冷縮變形由于建筑物各部位在各季節(jié)所受溫度變形不協(xié)調(diào),從而導(dǎo)致裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)周圍溫度變化時(shí),梁、板、墻體均要產(chǎn)生變形,降溫時(shí)梁的溫度變化滯后于板,特別在急冷降溫時(shí)更為明顯,板的收縮大于梁,梁相對(duì)于板而言為外約束,由于板的收縮變形受到梁的約束,故在板上產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要原因,這種裂縫在板上常為貫通裂縫。

  四、防治措施

  1、設(shè)計(jì)方面

 。1)現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除考慮強(qiáng)度要求外,還應(yīng)進(jìn)行撓度及裂縫驗(yàn)算,還應(yīng)考慮施工不均勻性及混凝土本身的收縮因素,適當(dāng)增加板厚,增強(qiáng)板的剛度。

 。2)宜采用較小直徑密度分布的方式進(jìn)行布筋,為防止溫度及收縮引起的應(yīng)力影響,應(yīng)適當(dāng)提高配筋率,這樣可提高混凝土體的極限拉伸應(yīng)變及混凝土抵抗干縮變形的能力,防止因混凝土自身收縮出現(xiàn)大量的應(yīng)力集中點(diǎn),使局部出現(xiàn)塑性變形產(chǎn)生裂縫。另外混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不宜太高。

 。3)應(yīng)在樓板上每隔20m左右處設(shè)置一后澆帶,并在樓板中間墻體支座處設(shè)一條伸縮縫,使其釋放內(nèi)應(yīng)力。

 。4)樓板因四周嵌固于墻體內(nèi),應(yīng)在四角部位按要求配置雙向鋼筋,伸出長(zhǎng)度為應(yīng)小于1/3L(L為短向邊長(zhǎng)),且不小于1.2m長(zhǎng)為宜。

 。5)在抗震非設(shè)防地區(qū),也應(yīng)適當(dāng)增設(shè)混凝土構(gòu)造柱,提高房屋整體性。

  2、施工方面

  (1)應(yīng)嚴(yán)格按配合比進(jìn)行計(jì)量投料,控制攪拌時(shí)間及水灰比,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂含水量變化及原砂中含有5以上的礫石篩選調(diào)整施工配合比,保持混凝土強(qiáng)度及坍落度一致,防止因水及水泥用量過多,而增加了混凝土中多余的水分及空氣,從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)生收縮裂縫。

 。2)混凝土中骨料的用量占體積的70%左右,必須注意粗骨料的質(zhì)量,石子宜用15-20進(jìn)行合理級(jí)配,含泥量<1%;砂子應(yīng)用中、粗砂,含泥量<3%,砂率控制在40%左右,坍落度控制在14~20;水泥應(yīng)選用非早強(qiáng)度型、水化熱低、質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥,減少混凝土自身收縮。

 。3)混凝土樓板澆注時(shí)應(yīng)專人看管,控制澆筑厚度及作業(yè)程序,樓板應(yīng)一次澆筑完畢,還應(yīng)進(jìn)行護(hù)筋、護(hù)模,保證鋼筋無(wú)位移、變形,模板不走跡,支撐牢固,不跑漿。

 。4)鋼筋制作及綁扎和接頭位置及處理均應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,保護(hù)層采用統(tǒng)一墊塊,鋪設(shè)準(zhǔn)確、牢固,保證保護(hù)層厚度符合規(guī)范要求。模板中線管鋪設(shè)密集處的上部及下部鋪放一層18號(hào)鋼絲網(wǎng),寬度每邊應(yīng)大于管區(qū)100?為宜。

 。5)現(xiàn)澆混凝土樓板必須采用平板振搗器振搗,水平垂直方向各一遍,每次振搗相互重疊1/3的振搗寬度,不留施工縫。

 。6)在初凝后,終凝前應(yīng)用木抹子趕平壓實(shí)及用鐵抹子趕壓三遍,減少收縮裂縫的出現(xiàn)。

 。7)混凝土澆筑完畢12h內(nèi),及時(shí)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù),保證規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,一般情況下不少于7d,對(duì)摻有外加劑或抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)不少于14d,提高混凝土自身拉伸應(yīng)變能力,防止干縮變形出現(xiàn)裂縫。

 。8)發(fā)展纖維混凝土,在普通混凝土中摻入少量的抗裂合成纖維(8~19長(zhǎng))摻量0.6~1.8kg/m3,可以控制混凝土的早期裂縫。

  五、收縮裂縫的彌補(bǔ)處理

  由于現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫是綜合性因素所引起,混凝土有裂縫是絕對(duì)的,無(wú)裂縫是相對(duì)的,只有把裂縫寬度控制在一定的范圍內(nèi),肉眼看不見的微觀裂縫范圍內(nèi)(0.05寬)。

  當(dāng)樓面裂縫發(fā)生后,應(yīng)在樓地面及天棚粉刷之前預(yù)先作好妥善的裂縫處理,然后再進(jìn)行裝修。第一種方法,采用復(fù)合增強(qiáng)纖維等材料對(duì)裂縫作粘貼加強(qiáng)處理。復(fù)合增強(qiáng)纖維的粘貼寬度以350~400為宜,然后再進(jìn)行粉刷和裝飾。第二種方法:寬度≤0.2的非貫穿性裂縫采用環(huán)氧膠涂覆;寬度>0.2的非貫穿性裂縫會(huì)引起鋼筋的銹蝕,影響工程耐久性,采用環(huán)氧膠泥防水材料封縫處理;對(duì)于貫穿性裂縫采用改性環(huán)氧樹脂灌漿處理;但無(wú)論采用哪種方法,都須待裂縫達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后,方可進(jìn)行處理,才能達(dá)到較理想的裂縫彌補(bǔ)措施。

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