商品砼现浇板板缝分析
2009-09-21钱玮
钱 玮
摘要:本文针对建筑工程中容易出现的现浇板板缝的问题,通过对商品混凝土原材料性质和施工工艺的详细分析,提出了一些共性的裂缝防治措施。
关键词:现浇变形材料工艺
0 引言
目前,随着楼板基本采用砼现浇后,现浇板板缝的问题日益明显,究其原因分析,现浇板裂缝产生的原因非常复杂,基本原因有两大类:第一类,由外荷载直接应力引起的裂缝;第二类,由变形作用引起的裂缝,变形作用包括温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降变形。通过对现浇楼板裂缝现状的调研、分析可以认定,绝大部分的裂缝是由变形作用引起的;在变形作用中,由地基不均匀沉降变形引起的裂缝发生的很少,主要是温度变形和收缩变形引起的。由于这两种变形受到约束超过砼的抗拉强度,导致裂缝产生。目前砖混结构中的现浇板,由于抗震要求,不仅有墙体的约束,而且有圈梁、构造柱的约束,可以说约束非常大,而砼的温差应力和收缩变形这一固有本性不变,只要有约束存在,现浇砼板的裂缝就是不可避免的。这就是砼楼板裂缝的内在原因,是事物发展的内因。
1 具体工程项目分析
楼面砼普遍采用商品砼,而商品砼相对自拌砼更容易产生裂缝。现针对商品砼易产生裂缝现象,分析一下个人理解。工程概况:砖混结构,4557m2,底层C30砼,以上为C20砼。采用商品砼。施工单位配用两层楼模板,在二层楼板砼浇筑完毕后三天方拆除一层底模。在底模拆除后,发现大量的不规则的板缝,而且出现了渗水现象。通过该楼板裂缝分析,是由变形作用引起的,现对混凝土的原材料性质及施工方法等情况作具体分析:
1.1 混凝土原材料
1.1.1 商品砼特点:水泥用量较多,而在砼强度等级为C30时,仍采用强度为32.5的复合硅酸盐水泥,水泥的用量就更多。水泥水化过程中,产生大量的热量,每m2砼水泥用量越多,释放的热量越多,从而使砼内部温度升高。而砼内部与表面的散热条件不同,而形成一个温度差,造成温度变形和温度应力。
其次水泥具有快硬、高强、水化热大的特点,再加上该层楼面砼施工发生在高温,混凝土浇捣后又未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。
1.1.2 泵送工艺:为满足泵送要求及运输,必须要保证砼的流动性、粘聚性和保水性,相应坍落度增加,水灰比增大,水泥标号提高,水泥用量、用水量、砂率均增加,骨料粒径减小等诸因素变化,导致砼的收缩及水化热作用增加,收缩时间延长。从现场监理抽测情况反映,坍落度偏大,掺加了一定的外加剂,如粉煤灰,矿渣等掺合剂。第二,水灰比过大,在水泥用量不变的前提下,水灰比偏大,用水量肯定偏高,而商品砼在运输过程中,防止砼泌水、离析等现象,砼须具备一定保水性。而泵送砼多采用“双掺技术”,由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了砼孔结构,当表面水分蒸发散失时,由于保水性好毛细管不易形成,内部水分难以外移平衡,使现浇楼板表面层与内部的湿度梯度增大,表面失水干燥,而引发裂缝。裂缝一旦产生,开始的微裂缝和楔形裂缝的尖端起到毛细管的吸水作用和楔劈作用,收缩应力集中,裂缝向下延伸,此种裂缝一般发生较早,当砼再次经历温差变化及干缩变形时,应力集中于原有裂缝处,致使原有的部分裂缝裂透。
2 施工工艺、施工方案中的缺陷
2.1 模板的稳定性 砼强度的增加是随着水泥逐渐硬化的一个过程。在此过程中,早期砼强度偏低,此时是砼最脆弱时期,模板的稳定性不足,极易产生砼的扰动,另外施工荷载过早,都对砼的稳定产生影响,此时砼的内部易产生肉眼看不到的微裂缝,随着以后的施工荷载增加,及相应的振动荷载,微裂缝容易贯通。
2.2 混凝土中的水份 商品砼的坍落度增加,水灰比增大。而水泥硬化的过程是硅酸盐与水结晶的过程。砼中的水除结晶外,其余大部分水分都要蒸发掉的。用水量越多,水所占的体积越大,水蒸发后所剩的孔隙越大砼体积缩小越大,收缩变形同时发生,产生干燥收缩裂缝越多。
2.3 养护不足 国内有关试表明,湿润养护的砼其极限拉伸值比干燥养护的要大20%-50%,夏季及干燥的环境对早期砼的抗裂能力有严重影响。特别是砼表面因早期水份蒸发较快,如不及时养护,砼的早期强度损失,而不能抵抗砼表面的张拉应力,极易产生裂缝。所以,砼养护应根据实际情况,一般为砼浇筑完毕后12小时内应及时对砼表面浇水覆盖养护,引起裂缝的首要原因是混凝土的收缩。众所周知,混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展。而当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方,所以板的裂缝绝大多数产生在板角处。
3 防治措施
上述裂缝虽属非结构受力因素所引起的,但现浇板裂缝既影响美观,又容易使住户产生心理上的不安,而且裂缝不仅会影响抗渗效果,也易造成水分侵蚀钢筋,影响使用耐久性。因此,针对上述裂缝产生的原因,提出了一些防治措施。
3.1 优化砼配合比,提高砼抗拉性能。在现有配合比的基础上,进一步试验研究高性能砼,优选有利于抗裂性能的砼级配,尽力减小水灰比,减少坍落度,降低砂率,增加骨料粒径,降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。对设计要求严格控制裂缝的结构,还应掺加补偿收缩的膨胀剂。
3.2 改善砼养护工艺,养护条件对砼的收缩影响很大,养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。按施工规范进行养护,能有效地持续地使砼表面保持适当的温度和湿度条件。浇筑时间不长的砼,仍然处于凝结、硬化过程,水泥水化速度较快,养护形成的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生收缩裂缝。同时由于散热时间延长,砼强度的松弛作用得到充分发挥,使砼的总温差产生的拉应力小于砼的抗拉强度,防止贯通裂缝的产生。此外,在潮湿条件下,可使水泥水化充分、完全,从而提高砼的抗拉强度,增强后期裂缝的抗力。
3.3 在砼浇筑过程中,增加砼二次振捣、压实,挤压出砼中多余的水份,尽量保证砼的密实性,减少砼的干燥收缩变形。
对于这层现浇板出现的一些非结构性裂缝现象,经多次的分析研究,采取了以上的防治措施,收到了一定的效果,在下部砼的检查中发现裂缝明显减少了。但要彻底消除裂缝现象,尚有待不断提高施工技术和不断积累施工经验,采用更为科学的解决方法。