浅谈凝土楼板裂缝成因与防治

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lilycasey
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  整体现浇混凝土楼板在施工后期及使用后3-10个月的时间范围内,经常会出现在现浇楼板跨中沿进深通常方向、沿负弯矩筋边缘进深方向,以及在折角部位、电线管预埋方向和施工缝部位出现裂缝,该类裂缝深度多为贯通裂缝和纵身裂缝,少部分为表面裂缝和浅层裂缝,其宽度一般在0.1-0.5mm范围内,裂缝形态一般呈上宽下窄并具有一定的规律性,一般为大开间裂缝较多、小开间裂缝较少,底层楼层较多、上层逐渐减少,沿进深方向较多,开间方向较少等,裂缝的形成对建筑物结构安全、结构耐久性以及使用功能等均带来负面影响,因而对裂缝的成因及防治具有非常现实的意义。
  1 现浇混凝土楼板裂缝成因分析
  1.1混凝土材料本身的原因
  水泥凝结或膨胀不正常,水泥中含有生石灰或氧化镁等物质,其在与水化合后则导致体积膨胀,影响水泥的稳定性,导致裂缝产生;混凝土浇筑完成后水泥发生水化反应并释放大量热量而使混凝土内部温度升高,该温升和最高浇筑温度可超过60℃,同时混凝土内部和表面散热条件不同,因而会形成中心高、周围低的温度梯度造成温度变形和温度应力,若该温度应力和收缩变形完全自由则当变形达到最大时内应力为零,则不会产生裂缝,若变形受到约束,当内应力在约束下达到最大值而变形为零,在该两种状况的中间过程属于弹性约束状态,即自由变形分解为约束变形和显现变形的状态,当在约束的状态下结构需要有变形的余地而结构能满足要求则不会产生约束应力,但当结构美条件满足则必然产生约束应力,一旦该应力超过抗拉强度则将导致开裂;若骨料中含泥量过大则在混凝土干燥过程中会产生不规则的网状裂缝;若骨料中含有蛋白质、玄武岩以及安山岩等碱性骨料则在拌合成混凝土后其宜与碱性很强的水泥起化学反应生成具有膨胀力的碱—硅凝胶,该物质也可导致混凝土产生膨胀破坏产生裂缝。
  1.2外界因素
  设计因素。现行设计规范侧重于对混凝土强度的要求,而未充分考虑温差和混凝土收缩等因素往往导致配筋量达不到抗裂要求,尤其是在房屋阴角部位受到纵横两个方向的梁的约束而对楼面板混凝土的自由变形给予限制,因而在温差和混凝土收缩变化时再分离式配筋的负弯矩或放射筋的末端首先产生开裂;坐落在软土地基上的建筑,尤其是相对较长的条式建筑,保证其均匀沉降难度很大,而不均匀沉降则往往会导致楼房拉裂或钢筋混凝土现浇楼板的开裂;设计人员在对楼板进行配筋计算过程中,一般只根据其承载能力确定配筋量,而忽视了楼板在正常使用阶段由于所承受的荷载导致的挠度及裂缝宽度的验算,因此在荷载作用下也会导致裂缝的產生;在建筑设计中,机电专业涉及的管线多直接敷设于现浇楼板中,甚至出现多根管线聚集的现象,由于管线的存在则大大消弱了现浇板的厚度,因此在该部位出现裂缝的可能性也大大增加。
  施工因素。施工过程中若出现过振现象则内部粗骨料沉落过程中水分、空气被挤出,其表面呈现沁水而形成竖向体积缩小沉落现象,最终导致表面砂浆层较下层有较大的干缩性能,尤其是模板或垫层在混凝土浇筑前湿润程度不够,导致其吸水量过大,也在混凝土干缩过程中易产生裂缝;振捣后过分的抹干压光将会导致混凝土内细骨料过多的浮于表面,则会形成含水量较大的水泥浆层,其中的氢氧化钙和空气中的二氧化碳发生反应则会生成碳酸钙,其可导致表面体积碳水化收缩最终导致表面龟裂;浇筑后的混凝土的环境干燥度对早期混凝土的抗裂能力有很大影响,混凝土的养护条件可改变混凝土的结构、浸透性及吸水性等性能,尤其是混凝土表面早期水分散失则混凝土强度降低,因而抵消张拉应力的能力降低因而易产生裂缝,同时泵送混凝土掺加的外加剂中引气保塑组分改变了混凝土的土孔结构,当其表面水分散发时由于保水性好则毛细管不易形成,因而内部水难以外移平衡,则造成现浇楼板表面层与内部湿度梯度增大,表面因失水而产生裂缝.
  2.1设计方面
  由于建筑阴角部位最容易产生裂缝,因而在设计时对四周的阴角处欧版配筋应采取加强以及负筋不采用分离式切断,而采用沿房间全长配置,并适当加密加粗;对于外墙转角处的放射形钢筋,由于其长度往往不够且一般只有上部一层,因而在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的长方向则会导致钢筋交叉重叠,并会将板面的负筋下压减小板面负筋的有效高度,同时在浇筑时钢筋弯头易翘起而造成板面露筋无法锚固,因而45度的斜向裂缝仍会向内转移到放射筋的末端或外侧,而当采用了双层双向钢筋加密加强后,其双向钢筋的合力则可很好的抵抗和防止斜角裂缝的发生和转移;而在建筑四周阳角部位1.5m范围内常发生斜裂缝,其形成原因主要有混凝土收缩和温度的影响,而现行规范侧重考虑温度变化和混凝土收缩等特性因素而导致配筋量不足;部分建筑物在平面设计时应尽量规则化,避免形状过于复杂,应尽量采用简单、规则、对称的形状,并应尽量减少偏心现象,并应尽量减少凹凸现象,平面转角过多则建筑薄弱部位越多,应力集中部位则也相应增加,在单向过长的情况下应设置伸缩缝以免由于混凝土收缩及温度应力影响导致露面裂缝产生;对基础所处的土层较差时应通过采用深基础及桩基础等方式调整基础选型来对楼房沉降和沉降差进行控制;
  2.2材料方面
  混凝土拌合时应严禁使用小厂水泥,若必须使用则应对其标号及安定性进行检测,并严禁使用不合格水泥,以免施工中由于残留的生石灰在混凝土硬化过程中继续熟化,吸收大量水分放出热量,导致体积膨胀,在内部形成拉应力而引气裂缝产生;严格控制粗细骨料的粒径及含泥量,避免由于含泥量过多在混凝土表面水份蒸发过程中产生不规则的网状裂缝;由于混凝土在拌合后会产生一定量的碱性离子,其会同安山岩、玄武岩等活性骨料产生化学反应,并吸收周围环境中的水分生成具有膨胀性能的硅凝胶而可导致混凝土产生膨胀开裂;碱水防裂剂的使用不仅可减少水泥用量和用水量,从而减少混凝土的收缩变形和混凝土的稠度,并可减少混凝土沁水和收缩变形等;受剧烈的市场竞争的影响导致各商品混凝土厂商内以大量粉煤灰掺量,和低价位、低性能的混凝土外掺剂以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的竞争手段,从而导致混凝土质量显著下降,并且在建设方订购混凝土时片面压价而忽视了混凝土的品质,而不是根据不同的使用部位和性质对混凝土质量进行要求也导致混凝土性能下降和收缩裂缝增多等。
  2.3施工方面
  加强负筋保护。因其主要抵抗外荷载所产生的负弯矩和避免外荷载拉应力超过混凝土抗拉强度而出现裂缝,而分布筋主要是为了防止由于混凝土收缩和温度应力引起板面开裂,施工中往往由于马镫高度不足、位置摆放不合理或数量不够等原因导致负面筋偏低,同时在混凝土浇筑过程中由于人员踩踏、泵管挤压等也可导致负筋偏低变形使其保护层过大,因而在混凝土浇筑后由于自身收缩及温度变化而出现裂缝;
  加强混凝土养护。浇筑后的混凝土在水泥水化作用下逐渐硬化,但水泥水化需要一定的温度和湿度,因而在干燥天气下浇筑混凝土若不及时养护则表面水份蒸发过快,则使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶而缺乏足够的粘接力,因而会产生较大的收缩变形而出现干缩裂纹,因而在混凝土浇筑12h后则应对其覆盖浇水进行养护,防止混凝土由于过早失水导致裂缝产生;
  预埋管线处理。预埋管线尤其时多根管线集散部位混凝土受到较大的消弱而易导致应力集中,容易产生裂缝,尤其时管线直径较大,同时房间开间较大且管线敷设与混凝土的收缩和受拉力方向相同则更容易产生裂缝,因此对于直径较大的管线和多根管线集散处应增设垂直于管线的短钢筋网加强,并应尽力避免管线立体交叉,在必须交叉部位采用线盒,同时在多根线管的集散处应采用放射形分布,尽量避免平行排列以确保管线底部的混凝土浇筑顺利和振捣密实;
  冷缝、后浇带处理。施工中由于柱、电梯井墙等部位混凝土强度与楼板面强度不同,施工中多先浇筑高标号混凝土,浇筑过程中其不可避免的向周围扩散,则可会形成扩散部分混凝土在后期混凝土浇筑时则已凝固,因而该部位形成冷缝,若对冷缝处理不到位则可导致结合不紧密以至形成裂缝,同时在后浇带施工前应对施工缝进行凿毛、湿润等处理。
  3 结语
  现浇钢筋混凝土楼面施工技术要求较高、影响因素复杂,其裂缝形成也涉及材料、工艺、结构设计以及外界因素等多方面综合因素,因而在施工中应全面考虑,制定周密的预防措施,并严格控制施工工艺才能有效控制裂缝出现,保证楼面施工质量.
  
  
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