高景然 赵琦 叶智岭 武旭邦
中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019
摘要:在现浇楼板混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。随着社会的进步和发展,混凝土在向高强度、高性能发展的同时,混凝土的裂缝控制技术难度也大大增加。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,从而影响结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态有显著影响。大量的工程裂缝处理和调查结果显示,混凝土结构特别是现浇楼板混凝土结构,80%~90%的裂缝都是由于混凝土降温产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的。因此,现浇楼板混凝土的裂缝控制首先要从温度控制开始,减小内外温差,降低温度应力;而后,产生裂缝的及时修补也对于现浇楼板混凝土裂缝的控制具有重大的意义。文中主要阐述了现浇楼板混凝土的裂缝形式,分析现浇楼板混凝土产生温度裂缝的原因;提出控制裂缝的措施及解决方法。
【关键词】现浇楼板混凝土;温度裂缝;裂缝控制;温度应力
一、现浇楼板混凝土的定义
现浇钢筋混凝土楼板是在现场依照设计位置,进行支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土,经养护、拆模板而制作的楼板。该楼板具有坚固、耐久、防火性能好、成本低的特点。混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为现浇楼板混凝土。
现浇楼板混凝土裂缝产生的原因有多种,其中温度和湿度的变化是主要原因之一。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或原混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。由于混凝土自身的热胀冷缩性质,如果外部环境的变化超过了结构内部环境则会造成混凝土的整体形变,而如果应力超出混凝土抗拉强度时,会造成温度裂缝。
二、现浇楼板混凝土温度裂缝的成因及表现形式
2.1混凝土收缩原因
混凝土的拌和、水泥的水化都需要大量的水,而这些水分除少量的参与水泥水化外,其余都会伴随着水泥的硬化而陆续蒸发,从而导致混凝土体积收缩。当这种收缩变形受到约束结构应力超过混凝土的强度极限时,就会引起混凝土结构的干缩裂缝。
混凝土收缩裂缝根据其形成的时间分为硬化前、硬化中和硬化后裂缝;初凝和终凝阶段是混凝土胶结硬化的重要过程,也是裂缝的多发期,其龟裂就是常见裂缝之一。同时,混凝土因硬化而体积缩小,楼板四周受支座梁体的约束而不能自由伸展,当收缩引起板产生的约束力超过一定程度时,早期混凝土强度极低又不足以抵抗,就会在板应力相对较集中的板角处开裂,其走向与板的对角线相垂直。引起裂缝的原因包括:混凝土水泥用量、含水量、水灰比、坍落度等过大,骨料级配差;振捣不实或混凝土浇筑后气温高未及时养护或养护不到位,风吹日晒后表面水分蒸发过快而急剧收缩开裂等。一般商品混凝土的收缩量要比现场搅拌混凝土大。现浇混凝土楼板未能连续浇灌而设置施工缝后,新旧混凝土间形成接缝,如处理不当,也容易因收缩而发生裂缝。
2.2施工技术原因
在现浇混凝土楼板施工的过程中,如果施工人员没有严格按照施工标准进行施工,也会导致现浇混凝土楼板产生裂缝。施工人员的技术水平较低,没有能够结合实际情况进行施工,导致混凝土的整体实用性不断下降,造成混凝土强度不符合标准,也会产生裂缝问题。在混凝土楼板施工完毕之后没有进行恰当的养护,或者在混凝土没有完全硬化的时候拆模,就会导致混凝土过早承受巨大的压力,或者是受到振动的影响,从而产生裂缝。没有采取恰当的保护措施,导致板面的负筋中间变形,两边会翘起,下沉部位的混凝土保护层厚度会偏高,而且翘起部位混凝土的保护层也会变小,造成面板开裂等情况。
三、现浇楼板混凝土温度裂缝的控制方法
3.1、合理编制现浇楼板混凝土施工技术方案
针对现浇楼板混凝土的特殊性,进行现浇楼板混凝土结构的温度、温度应力及收缩应试算,预测现浇楼板混凝土浇注过程中产生的温度峰值,定制相应措施。方案中应包含模板和支架系统在安拆过程中施工方式,施工阶段温控指标,混凝土主要施工设备和现场总平面布置,原材料优选、配合比设计、制备与运输计划,主要应急保障措施等一系列必要方案编制。
3.2、注重施工质量
严格遵照分公司提出三遍模压施工工艺要求:第一遍:混凝土随铺、随振、随刮抹,用 3 米刮杠按标高线将 混凝土刮平抹平。(混凝土厚度大于 120mm 时宜采用插入式振捣器, 小于 120mm 宜采用平板振捣器) 第二遍:混凝土初凝前(大约 4-5 小时,具体根据天气情况和混 凝土技术性能确定),用木抹子进行搓、压平,或磨光机磨平,要求 不漏压,做到压实、压平,脚印等坑痕均应填补压平。第三遍:混凝土终凝前(大约 7-8 小时,具体根据天气情况和混 凝土技术性能确定),此时人踩上去有细微脚印,当试抹无抹纹时限 可用木抹子搓平,然后用铁抹子压光,最后扫毛,扫毛纹路应方向一 致。覆盖塑料膜进行养护(浇水应根据混凝土失水情况适时安排)
3.3、注重后续保养
养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。减少砼表面的热扩散,减小砼表面的温度梯度,防止产生表面裂缝。延长散热时间,充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度,防止产生贯穿裂缝。刚浇筑不久的砼,尚处于凝固硬化阶段,水化的速度较快,适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。经过现场验证发现,现场采用的塑料薄膜过于薄弱,工人在铺设过程中极易拉扯破坏,尤其在有风条件下,薄膜的破坏更为明显。在这种对工人不方便的操作环境下,很大程度上造成了工人的覆膜操作比较随意,做不到完全封闭密实,从而导致水汽散失加剧。当混凝土表面水分蒸发速率大于泌水速率时,易产生塑性收缩裂缝。
四、结束语
大体枳现浇楼板混凝土温度裂缝问题十分复杂,它涉及到和工程结构相关的方方面面。对现浇楼板混凝土基础的温度裂缝控制更是涉及到岩土、结构、建筑材料、施工、环境等多专业、多学科。按照混凝土施工工序流程现浇楼板混凝土温度裂缝大致可进行设计措施、施工措施、检测措施三类不同方法进行控制。但对于现浇楼板混凝土施工过程中仍有很多问题需进行进一步研究与讨论,例如混凝土掺合料对混凝土温度变化的影响方向及高配筋率对热传导的方向是否产生影响,等一系列外界因素的研究都有待提升。根据规范和各施工经验的总结和分析,本文中提出的方法可以对现场温度裂缝的控制起到一定的作用,在经过更深入地研究学习,一切从实际出发,不断实现技术创新,对材料选择和施工管理形成科学的控制体系,尽量避免现浇楼板混凝土出现裂缝。
参考文献
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