住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝防治

杜云鹏 李秀佳

摘要:现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病。文章分析了住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因,并从设计和施工两方面提出防治对策。

关键词:现浇钢筋混凝土;楼板裂缝;产生原因;防治措施

随着城市住宅建设步伐的加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,他们对住房的质量要求越来越高,尤其对一些现浇钢筋混凝土楼板出现的裂缝情况非常关注,担心这些裂缝最终会引发不安全事故。因此,分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因及探索裂缝的防治措施具有极强的现实意义。

1 住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因

混凝土的收缩变形是混凝土的固有特性,主要表现形式为浇筑初期(终凝前)的凝缩变形、硬化过程中的干缩变形、在恒温绝湿条件下由凝胶材料的水化作用引起的自生收缩变形和温度下降引起的冷缩变形。影响混凝土收缩的因素主要有水泥品种、骨料品种和含泥量、混凝土配合比、外加剂种类及掺量、介质湿度和养护条件等。混凝土的相对收缩量主要取决于水泥品种、水泥用量和水灰比,绝对收缩量除与这些因素有关外,还与构件施工时最大连续边长成正比。当现浇钢筋混凝土楼板收缩受到其支承结构的约束,板内拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会产生裂缝。

1.1 浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝逞不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。

新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。

塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1～2mm。这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

1.2 硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩

自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间 约1～2a才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。

1.3 温度下降引起的冷缩变形

由于建筑物各部位在各季节所受温度变形不协调,从而导致裂缝。当结构周围温度变化时,梁、板、墙体均要产生变形,降温时梁的温度变化滞后于板,特别在急冷降温时更为明显,板的收缩大于梁,梁相对于板而言为外约束,由于板的收缩变形受到梁的约束,故在板上产生拉应力,这种应力是产生裂缝的主要原因,这种裂缝在板上常为贯通裂缝。

1.4 现浇板上过早施工而加荷引起的裂缝

《混凝土结构施工质量验收规范》规定,混凝土强度达到1.2kg/mm2前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。但开发商为了抢时间,赶进度,在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝阶段,就任意踩踏,搬运材料,集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷人为地造成了现浇板裂缝。

2 防治措施

2.1 设计方面

在设计方面应该注意以下几点:

现浇板结构设计中除考虑强度要求外,还应进行挠度及裂缝验算,考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素,适当增加板厚,增强板的刚度。

宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。另外混凝土标号设计强度不宜太高。

应在楼板上每隔20m左右处设置一后浇带,并在楼板中间墙体支座处设一条伸缩缝,使其释放内应力。

楼板因四周嵌固于墙体内,应在四角部位按要求配置双向钢筋,伸出长度应小于1/3L(L 为短向边长),且不小于1.2m为宜。

在抗震非设防地区,也应适当增设混凝土构造柱,提高房屋整体抗震强度。

2.2 施工方面

应严格按配合比进行计量投料,控制搅拌时间及水灰比,并根据现场砂含水量变化及原砂中含粒径5cm 以上的砾石筛选调整施工配合比,保持混凝土强度及坍落度一致,防止因水及水泥用量过多而增加混凝土中多余的水分及空气,从而产生较大的内应力,导致产生收缩裂缝。

混凝土中骨料的用量占体积的70%左右,必须注意粗骨料的质量,宜用粒径15～20mm 的石子进行合理级配,含泥量<1%;砂子应用中、粗砂,含泥量<3%,砂率控制为40%左右,坍落度控制为14～20cm;水泥应选用非早强度型、水化热低和质量稳定的普通硅酸盐水泥,减少混凝土自身收缩。

严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面,有梁通过或隔断时,一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度,必须采用Φ10～14的钢筋马凳,纵横间距为800mm左右来固定负筋的位置,并用电焊把马凳与负筋焊牢,使马凳在混凝土浇筑过程中不移位,保证负筋不下沉,从而有效控制负筋保护层的厚度,不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。模板中线管铺设密集处的上部及下部铺放一层 18号钢丝网,宽度每边应大于管区100mm为宜。

现浇板上不要过早上人、堆料和施加荷载,因混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。必须做到在混凝土强度达到1.2 kg/mm2后,才允许在其上踩踏或安装模板及支架。

现浇混凝土楼板必须采用平板振捣器振捣,水平和垂直方向各一遍,每次振捣相互重叠1/3的振捣宽度,不留施工缝。

在初凝后和终凝前应用木抹子赶平压实及用铁抹子赶压三遍,减少收缩裂缝的出现。

混凝土浇筑完毕12h内,及时进行合理养护,保证规定的养护时间,一般情况下不少于7d,对掺有外加剂或抗渗混凝土养护不少于14d,提高混凝土自身拉伸应变能力,防止干缩变形出现裂缝。

发展纤维混凝土,在普通混凝土中掺入少量的抗裂合成纤维,其掺量为 0.6～1.8kg/m3,可以控制混凝土的早期裂缝。

结语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实践说明,只有在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计和施工规范,弄清裂缝出现的原因,再加以正确的处理措施,裂缝是可以得到控制和预防的。

参考文献

[1]罗先兵.现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J].西部探矿工程,2006,(1).

[2]郭敬.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及预防措施[J].山西建筑,2005,(1).