北京城建十一建设工程有限公司
摘要:随着社会经济水平的提高,人们对住房要求也日益增加,解决混凝土现浇板的裂缝问题已经迫在眉睫。混凝土现浇板出现裂缝,不仅会影响整个建筑物的外观,最重要的是还会影响建筑物的整体性能和承受荷载的能力。如果裂缝的宽度超出了一定的限制条件,那么就会导致钢筋的侵蚀和渗透,对建筑物的耐久性产生不利的影响。因此,我们要高度关注混凝土现浇楼板的裂缝问题,精准把握问题所出现的原因以及为后续应该采取的措施制作方案。现浇混凝土楼板裂缝产生原因;与施工、管理人员、材料质量、施工机械、施工方法、施工环境有关。预防现浇混凝土楼板裂缝的措施应对人、材料、机械、施工方法、施工环境进行相对应的管理和采取措施,以减少或消除楼板裂缝的质量问题。根据多年的施工实践,不同的工程、不同的时段、不同的施工,现浇混凝土楼板会不同程度的产生裂缝。为了进一步探研现浇混凝土楼板裂缝产生的原因,寻求逐步减少、消除建筑工程现浇混凝土楼板施工中出现裂缝质量问题的方法,从而提高建设工程质量。本文主要根据工程实践的经验对现浇混凝土楼板裂缝的预防及解决措施进行了分析,可供参考。
关键词:现浇楼板;裂缝;原因及解决措施
引言
近几年,随着国内建筑规模的不断扩大,城市人口数量不断地的增加,给建筑行业带来较大的住房需求市场和建设商机。但是,随着人们生活水平不断地提高,近年来国内的社会公众对于建筑的品质的要求也在逐步增加,大部分居民比较关注建筑物的质量和使用的耐久性,尤其是对建筑物在使用过程中出现裂缝的质量缺陷,是不容忍的。如果建筑物出现裂缝,就可能会产生渗水、缩短结构使用寿命,从而影响到居民的生活品质。因此,工程建设单位在土建施工过程中,应制定严格预防和控制现浇板裂缝的措施,并严格实施。
1混凝土楼板裂缝的机理和条件
根据成因,可以分为荷载裂缝和非荷载裂缝。1)荷载裂缝:楼板混凝土在荷载下产生的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度,并可能发生裂缝。只要严格遵守设计和施工规范,就可以有效避免荷载裂缝。2)非荷载裂缝:对于非荷载裂缝,当前的法规缺乏明确的规定,尤其是可以定量分析的理论。这样做的主要原因是,当板因无荷载变形而受到约束时,内部会产生拉应力。如果超过混凝土的承载能力,将导致楼板开裂。在许多类型的混凝土收缩中,干收缩和混凝土的温度应力尤其与裂缝的形成密切相关,但是目前楼板中的收缩率和温度应力并不容易精确计算。为了防止或减少楼板的开裂,建议采取以下预防和控制措施:(1)严格遵守施工规范,在无约束力的情况下,尽量不与非强制性条文产生冲突;(2)在规划结构时,应将砖混结构的浇筑楼板计算为外墙侧面的固定连接;(3)不应使用低收缩混凝土,强度等级不应高于C30;(4)除外墙及其拐角处钢筋的原始强度和分布外,应添加附加率为0.1%的钢筋;(5)双面双向钢筋用于楼板和屋顶板,钢筋应薄而致密,并在阳角处添加45°的径向钢筋。
2混凝土现浇板裂缝的原因
2.1环境和温度的改变所引起的裂缝
混凝土的收缩膨胀与周围环境和温度的变化有很大的关系。当温度升高或降低时,混凝土就会产生一定的膨胀或收缩,也就是俗语所说的“热胀冷缩”;周围环境温度的改变会导致混凝土现浇楼板以及周围梁结构出现变形与开裂现象,由于普通的楼板厚度会远远小于梁结构的高度,楼板的全部截面会随着周围环境温度的变化而变化,而梁结构的截面比楼板厚度更高,所以温差变形就会比楼板的效果差一些,尤其是在冷热骤变的情况时差别尤其明显。比如在气温骤降或者经过暴晒之后突然被大雨冷却,楼板的收缩量就会突然变大,而此时梁结构的收缩量会大大滞后,使得楼板在收缩时依旧受到梁结构的限制,此时就会导致楼板受到拉应力出现裂缝的现象,而楼板的长度也是产生裂缝的一个重要因素,楼板的长度越大就越容易出现垂直在楼板长边上的贯穿裂缝。在气温突然上升时,楼板也会出现膨胀现象,而由于梁结构的变形跟不上楼板的变形速度,所以使楼板的膨胀受到拉力限制,最终在梁侧出现竖向的裂缝,有时也会出现包裹着梁腹截面的裂缝。
2.2材料方面的原因
(1)商品混凝土生产前,需要对混凝土骨料进行级配,但是在级配的过程中经常出现不合理的现象,使用的细骨料过多,导致混凝土含泥量与粉砂过量,这就在一定程度上提高混凝土的收缩性,降低钢筋混凝土楼板抗裂性能。并且骨料中的含泥量过大,水泥浆的收缩性将进一步扩大,这就使得骨料与水泥浆无法进行有效的结合,现浇钢筋混凝土楼板的裂缝也就由此产生。(2)混凝土收缩变形,混凝土主要由水泥、砂石、集料等脆性材料组成,在凝固过程中,随着混凝土中水分蒸发、体积减少,而产生收缩变形。但是混凝土楼板在梁、柱等约束下,自主收缩变形就会受到限制,在约束力的作用下,就会使得钢筋混凝土楼板出现裂缝,且裂缝通常贯穿楼板。(3)混凝土温度裂缝,在实际的施工过程中,混凝土极易受到温度应力的影响而出现温度裂缝,温度应力产生的主要原因为水泥材料水化热问题,水泥中的组成成分有硅酸二钙、铝酸三钙等,将其用水搅拌之后,就会出现一系列化学反应,释放出热量。水泥水化热持续的时间较长,最后会形成一个放热高峰,现浇钢筋混凝土楼板内部的温度不易散出,这就会使混凝土楼板的内外产生温度差,从而产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会使混凝土出现温度裂缝。
2.3干燥收缩裂缝
混凝土在凝结硬化过程中,水泥水化反应激烈,各种固体颗粒之间形成一层水膜。混凝土内部的自由水会由内向外迁移并蒸发,以致在水膜间形成复杂的凹面,形成毛细孔压力,使得骨料受压,水泥结晶体受拉。混凝土毛细孔随混凝土内部水分向外界不断迁移、蒸发而逐渐变细,毛细孔压力则随着进一步增大,导致混凝土产生体积缩小的现象称之为为混凝土的干燥收缩。对于楼板这种体表比很小的混凝土构件,在大风、高温、低湿环境下浇筑的大流动性混凝土,浇筑完毕后不及时覆盖养护,就开始由表及里地逐步发生水分迁移、蒸发,在混凝土构件横截面上形成湿度梯度,产生内外干缩量不一致的变形。
由于混凝土表面收缩变形量大,而混凝土内部收缩变形量小,因此现浇板表面混凝土的收缩变形受到内部混凝土的制约;对于整个楼盖而言,楼板收缩变形大于四周混凝土梁的收缩变形,同理,混凝土板的收缩变形受到四周梁的制约。当混凝土的自由收缩变形受到抑制时,构件的表面就会发生拉伸变形,一旦拉伸变形(应变)超越混凝土的极限拉伸变形(应变),混凝土则立马会产生干燥收缩裂缝。
3土建施工中现浇板裂缝的预防与控制措施
3.1材料选择
混凝土的干燥收缩量大小取决于混凝土水分蒸发速度与蒸发量,不同品种的水泥拌合的混凝土水分蒸发不一样,所以混凝土的干燥收缩与水泥品种有很大的关系。一般而言,水泥的颗粒结构越稀疏、圆度系数越低、混合材掺量越大,则混凝土的干燥收缩也就越大,因此宜选用粉煤灰水泥而不宜选矿渣水泥和火山灰水泥。细度模数为2.8~3.0的级配良好的中砂,且砂率控制在40%左右时,可以使混凝土的用水量减少,水泥水化热降低。石子宜选用碎石或鹅卵石。
3.2做好配合比设计
商品混凝土在城市建设中得到广泛的使用,混凝土原材料的好坏将直接影响混凝土楼板裂缝的产生,因此,必须把关好砂石、水泥、外加剂等原材料的质量。水泥是其中最为重要的材料,在选择水泥时,提倡用水化热较低的水泥,例如矿渣硅酸盐水泥能有效地避免现浇钢筋混凝土楼板在温度的作用下产生裂缝。另外,混凝土的收缩性也受到水泥用量的影响,为了有效地提高建筑物的强度,必然会增加水泥用量,但是随之而来的水泥水化热也会增加,使楼板出现裂缝问题。所以在实际的施工中,要以混凝土的强度等级以及混凝土的和易性为基础,控制好水灰比以及水泥用量。骨料质量在混凝土中具有一定的约束作用,所以在实际的施工中,需要对骨料进行科学的选取与配比。依据钢筋间距、结构断面的尺寸对骨料的粒径进行选择,骨料粒径与级配呈正比,骨料的粒径越大、级配越高,所使用的水泥含量越少,从而有效地避免混凝土内部出现收缩、沁水的现象。实际施工中,骨料主要有两种,即粗骨料、细骨料,要求粗骨料的直径要在5~25mm之间,含泥量不能超过1%,细骨料的平均粒径要大于0.5mm,含泥量不超过5%。
3.3控制收缩变形、减少沉降量
在工程结构的具体设计中,要多关注结构承载能力的验算步骤,忽略掉收缩变形和不均匀沉降等因素。对于一些地基地质条件比较劣质,沉降变形比较大的建筑结构,产生裂缝现象的概率会远远多于那些地基地质条件比较优质、沉降量比较小的建筑结构。比如在较好持力层之上的强风化土层、变形比较小的残积土以及主要以端承桩为基础的建筑结构,它们都是沉降量很小,所以极少会出现裂缝的现象。而对于一些较差持力层的地质,会因为基础的沉降量较大从而产生不均匀沉降,相对来说比较常见出现楼板的开裂现象。所以说,对待地基的地质较差的建筑结构,不仅要考虑结构的承载能力,还要有效控制不均匀沉降现象和变形收缩现象,这也是进行基础设计时的重要因素。
3.4加强施工管理
工程建设单位还要在开展现浇板的裂缝控制当中,要求施工建设人员按照工程的管理流程来开展工作。例如,在工程建设前期,需要组织内部的技术人员编制模板专项施工方案,并且要求技术人员科学地计算结构体的各类荷载,保证支撑结构的刚度和稳定性。工程建设方还要按照工程技术图纸的有关要求,加强对项目建设作业的监控监督,并结合实际的工程数据,来开展浇筑作业。工程建设人员在浇筑混凝土建设时,需要确保主体工程结构,当浇筑时间达到技术要求标准之后,才能够组织施工人员拆除模板。在固定钢筋的期间,技术人员也需要严格地控制钢筋的绑扎质量,避免钢筋走位。在浇筑混凝土浆液时,要严禁施工人员踩踏钢筋,确保钢筋保护层的厚度达到技术标准,以确保后期浇筑的有效性。在开展现浇板的混凝土浆液浇筑过程中,要求施工人员及时对混凝土浆液进行振捣。在凝固的前期,还要对混凝土的结构体开展二次的抹面工作,以提高混凝土结构体的密实度以及抗拉性能。
3.5混凝土早期养护新工艺
(1)对混凝土现浇板的养护:最好采用随搓平板面随苫盖塑料薄膜的新工艺,即当混凝土浇筑一段后,先用振捣棒振实混凝土,然后找平板面并用木搓板随搓一小段随把塑料卷自前向后滚苫上,该卷薄膜的开头和结尾要用木搓板拍压使之与混凝土粘住,防止被大风刮起。切忌不要在放线时把塑料薄膜全部揭起,可用裁纸刀把放线碍事的部位裁掉,这样做虽然费点事,但却省去了日后大量的养护用水和工时,还是挺合算的。(2)对混凝土柱子养护:最好在柱子拆模后采用塑料薄膜缠裹柱面,在缠裹前先洒水,紧接着把柱面缠裹严密,使其内部的水分不蒸发,达到良好的自养护效果。(3)混凝土剪力墙的养护:在剪力墙拆模后立即涂刷合格的混凝土养护液,特别在冬期施工最适宜采用此法。除在冬期施工外,也可采用设专人洒水养护的方法,每小时洒水一次,设两人轮流值班,连续养护不少于7天,若养护至14天更好。采用涂刷养护液的方法时必须做到涂刷养护液后能在混凝土构件表面形成不透水的薄膜,若一遍不成可再刷一遍。若形不成防水膜,则证明该养护液不合格,不得使用。
结语
综上所述,要想有效预防混凝土现浇楼板的开裂现象,就要不断提高混凝土楼板的自身抗裂性能,从建筑结构的设计入手,采取科学合理的手段对混凝土楼板的开裂现象进行预防和处理,要真正做到在预防的基础上综合防治开裂现象,保障建筑结构的安全性和耐久性。
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