房屋建筑工程温度裂缝成因及防治

黄联大

摘要 房屋建筑施工过程中,常常会出现裂缝问题,这种裂缝分为荷载裂缝和变形裂缝。变形裂缝中的温度裂缝是最常见、最复杂、最难以避免的。尽管施工期采取一些措施,但裂缝现象仍时有发生。因此,本文着重论述了变形裂缝中温度裂缝的成因、修复方法及预防措施。

关键词 房屋建筑;温度;裂缝;防治

中图分类号 TU746 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2009)10-0076-02

多年来,在民用建筑领域里,有一个相当普遍的质量问题,就是房屋温度裂缝问题。裂缝的产生既影响结构的安全性,又影响结构的适用性、耐久性,给人们增加不必要的恐惧感。裂缝的存在是材料本身固有的物理特性,任何结构物的裂缝都是不可避免的,房屋建筑工程也是如此。

在房屋建筑工程裂缝中,按成因可分为两大类:荷载裂缝和变形裂缝。而真正由荷载引起的裂缝的几率约占20%左右,而变形变化或主要由变形变化引起的裂缝却占80%以上。在这种变形裂缝中,温度裂缝是最常见、最复杂、最难以避免的,因此,对温度裂缝进行分析,探究其产生的原因是很有必要的。

1 温度裂缝产生的特征

温度裂缝是从顶部开始,越往下层裂缝越轻。房屋长高比越大,裂缝越重;条式房屋的中间单元裂缝轻,两端部单元裂缝较重。整体上看,房屋内部墙体比外部墙体裂缝重,而内横墙裂缝较轻,内纵墙裂缝较重。从施工角度看,夏天施工时的裂缝轻,冬天施工裂缝重。

2 温度裂缝经常出现部位

1)水平裂缝

在钢筋混凝土屋盖与砌体结构交接处的水平裂缝,它常表现为两端较多而明显,中间较少且不明显,特别是外墙更是如此,在一些无构造柱的砖混结构的旧建筑物中,可看到山墙与外墙贯通成包角水平缝。

2)斜向裂缝

(1)墙体斜裂缝,多发生在顶层的内外墙,一般位于该层两端一至二开间内。两端有窗户时,裂缝一般通过窗的两对角,裂缝通常中间宽两端细;

(2)楼板斜裂缝,在顶层钢筋混凝土楼板上也时有发生,一般位于建筑的4个端角板块上。

3)竖向裂缝

多出现于砖混结构建筑物的内外纵墙沿门窗洞口处,及框架结构中填充墙与框架边柱交接处。

3 温度裂缝产生的机理

外界温度变化使组成房屋建筑的结构构件产生胀缩变形,当这种变形受到其它构件的约束时,就会在构件内部或相互约束的不同材料构件之间产生应力,当应力超过构件材料的强度极限时,就产生了温度裂缝。

在使用两种不同材料的屋面板与墙体之间,线膨胀系数差异较大,通常混凝土屋面板的线膨胀系数a1=10×10-6,砌体的线膨胀系数a2=5×10-6。当两者以相同的温差升降时,由于线胀系数不同,在接触面上将产生相对位移,而这种位移受到限制,则产生剪应力。由于屋面受到阳光的直射,通常屋面板的温度总是高于墙体的温度变化,使得这种剪应力更大。当膨胀产生的应力大于砌体的抗拉强度ftk时墙体就产生斜向温度裂缝。当温度应力超过墙体的抗剪强度fv时墙体就产生水平温度裂缝。由于应力集中的原因,就在门窗洞口四角产生竖向及斜向裂缝。而楼板的斜裂缝主要由于纵横双向框架梁受热膨胀产生推力作用于端角楼板上,超过混凝土的抗拉能力,产生了斜裂缝。

4 温度裂缝产生的规律

通过调研发现温度裂缝有以下规律:

1)屋面板整体性越好,刚度越大,墙体温度裂缝越严重,即现浇屋面板温度裂缝严重于装配整体式屋面板及装配式屋面板;

2)屋面板保温效果差或屋面渗漏,那么墙体的温度裂缝严重;

3)墙体刚度差、整体性差、砂浆强度低、砌体温度裂缝严重;

4)房屋面板对墙体约束越大,往往裂缝越严重;

5)温度较低季节施工的结构,温度裂缝严重。砌体采用粉煤灰蒸压砖的结构比采用普通烧结粘土砖结构裂缝轻;

6)室内温度调节条件好,屋面保温隔热效果好的房屋裂缝情况较轻。

以上表明:温度裂缝的发生和发展与主体施工的季节温差有关系;温度裂缝与屋面刚度、整体性及顶层墙体刚度整体性有关;温度裂缝与砌体的线膨胀系数有关,裂缝与屋面保温、外墙的保温效果、屋面的防水效果等有关;温度裂缝与屋面体系和墙体的约束状况有关;温度裂缝还与室内的保温隔热及温度调节条件有关。

5 温度裂缝的预防措施

1)提高顶层砌体的强度、刚度及抗裂变形能力,以达到提高砌体的抗剪强度、抗拉强度及变形。为此通过提高砌体强度,采用加筋砌体的做法,采用抗裂构造柱的做法。

2)尽量减少屋面板与砌体的相互约束作用,减弱屋面板的整体性,加大屋面板的自由变形能力。在端单元与中单元分界处在屋面空心板板头的空隙处不灌缝,改为填充松散材料;现浇屋面板在端单元与中单元分界处在屋面承重横墙位留2~4cm变形缝;屋面板压外墙在搁置端留2~4cm的滑动间隙。

3)通过采取降低温差幅度;减小墙体材料与混凝土的线膨胀系数;

4)确保施工质量。砂浆配合比要满足设计强度等级要求,下料要严格计量,灰缝要均匀、饱满;湿砖上墙,喷水养护,严禁干砖上墙和碎砖集中使用;

5)屋面板浇筑安装完成后,尽快完成保温隔热层,切不可拖延时间。保温隔热层材料的各项指标要满足标准要求,特别是含水率和干重度;铺筑厚度和范围要到位,并做好防雨防潮措施;

6)建设单位在前期就要注意合理安排好房屋建筑的建设时间,尽量避开在炎热的夏季和寒冷的冬季施工温度敏感部位,在交付使用后,应订立制度做好房屋建筑特别是温度裂缝的易发部位的管理维护,这也是预防工作中的关键环节;

7)正确使用外加剂也是减少裂缝的措施之一。例如,使用减水防裂剂。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,在工程实践中应多进行这方面的实验和研究,比单纯地靠改善外部条件会更加简捷、经济。

6 温度裂缝的修复

在发现温度裂缝时,应观察至裂缝稳定后,根据具体情况采取措施。若发现屋面保温层末达到热工要求和节能标准时,首先应重新改做屋面保温隔热层,以防止裂缝继续活动。鉴定裂缝的稳定方法是在裂缝内嵌抹水泥浆或贴玻璃纸,经过一段时间的观察判断确定。对裂缝的处理须从建筑的美观、强度、耐久、使用功能等方面并充分考虑到裂缝形成的机理,从根本上加以治理。大致有:

1)裂缝细小,对房屋正常使用影响不大,可暂不处理;

2)裂缝虽细小,但已造成墙面、屋面、楼面的渗水,或对钢筋混凝土内的钢筋保护的需要,可采用嵌补密封或压力灌浆进行处理;

3)对于裂缝较大、较多又贯穿墙体,不仅影响美观和正常使用,还对房屋的刚度和抗震性能有较大的影响,这种情况下可在裂缝墙体两侧用4Φ6@200或Φ6@500钢筋网片,并用Φ6@500的钢筋穿墙将两钢筋网片拉紧固定后,外抹水泥砂浆或喷射混凝土以补强加固。

7 结论

房屋建筑工程中的温度裂缝问题是一个综合性的问题,必须从设计、施工、使用等各阶段进行分析并采取相对措施,这样才能使各方面的损失几率降到最低,从而确保工程施工质量,提高人们的生活水平。

参考文献

[1]工程结构裂缝控制[M],1997.

[2]混凝土工程裂缝分析与控制[M],2002.

[3]现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[M],2003.