浅析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因与防治
2012-08-15宁凯华
宁凯华
(吉林农业大学,长春130118)
0 引言
现浇混凝土楼板裂缝的问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题.微裂缝(无裂缝)指的是裂缝宽度小于0.05 mm的裂缝,一般微裂缝属于无害裂缝,不影响其承重、防渗及其他一些使用功能.但在混凝土板受到荷载、温差等作用后,微裂缝就会不断的扩展甚至贯通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是工程常说的裂缝.
混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外部荷载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等.
1 现浇钢筋混凝土楼板工程中常见的裂缝
1.1 应力裂缝
应力裂缝的产生是由于板内负弯矩钢筋设计过短、施工时被踩到或偷工减料等原因造成应力破坏,使板浇筑成型后形成一道通缝,其裂缝宽度与沉降及上部荷载大小成正比.
1.2 沉降裂缝
沉降裂缝的产生是由于地基承载力差异或结构荷载差异而造成结构不均匀沉降所致;或者因为模板刚性不足,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝.此裂缝一般为贯通性裂缝,其走向与沉降情况有关,一般沿地面垂直或呈30°~45°角度方向发展,沉降裂缝较大.
1.3 温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土中.温度裂缝的走向无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深度和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密.裂缝宽度大小不一,受温度变化影响比较明显,冬季较宽,夏季较窄.
1.4 干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一阶段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右.水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩不可逆.干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不一致而导致变形不同的结果;混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小,变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝.相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越容易产生.干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05 mm~0.2 mm之内.
干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀和混凝土的耐久性,严重时影响混凝土的承载力.混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关.
1.5 塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩.塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈现中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态.较短的裂缝一般长20 cm~30 cm,较长的裂缝可达到2 m~3 m,缝宽1 mm~5 mm.主要原因是混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小;或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身的收缩,因此产生龟裂.
1.6 化学反应裂缝
化学反应裂缝指的是骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝.在混凝土拌合后会产生一些碱离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水面体积增大,造成混凝土疏松、膨胀开裂.
2 裂缝防治措施
裂缝的出现,不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,降低混凝土的强度.因此根据裂缝的性质和具体情况要区别对待,以保证楼板的安全使用.
2.1 预防措施
在现浇钢筋混凝土楼板施工中要注意以下几点:
(1)施工前仔细阅读图纸,看楼板配筋是否达到设计要求;
(2)在施工中,研制有效的“铁马”,将负弯矩筋垫起,防止施工踩踏;
(3)将混凝土水灰比严格控制在0.6以下;
(4)混凝土搅拌要确保原材料计量准确,同时严格控制混凝土初期塌落度;
(5)混凝土浇筑过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致,以表面泛浆为宜,间距要均匀.浇筑完毕后,表面要压实,抹平,以防止表面裂缝;
(6)夏季施工要尽量避开太阳辐射较高的时间浇筑,可多安排在夜间浇筑.如工程进度需要,可搭设覆盖遮阳设施进行辅助施工;
(7)加强混凝土养护.混凝土在实际凝度养护条件下,强度达到设计强度75 %以上,混凝土中心表面最低凝度控制在25℃以内.预计拆模后,混凝土表面凝降不超过9℃以上允许[2].在拆模后,特别是低温季节,立即采取表面保护,防止表面降温过大引起裂缝.另外,当日平均气温在2~3天内连续下降不小于6℃~8℃时,28天龄期内混凝土表面必须进行保护;
(8)在水泥的选用上,要选用收缩性较低的水泥.合理搭配水泥强度与混凝土强度之间的关系.一般情况下,水泥强度比所配的混凝土强度大一个等级.如配C 30混凝土选用强度等级为42.5的水泥比较合适.严禁不同厂家水泥混用[1];
(9)选用骨料时,应选用组配良好,坚实干净的粗细骨料.
2.2 处理措施
为保证建筑物的安全使用,对楼板裂缝应采取相应处理措施,如表面修补法、混凝土置换法、灌浆嵌缝封堵法等等.
2.2.1 表面修补法
表面修补法是一种简单常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝,以及对深度裂缝宽度小于3 mm的处理.通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆及沥青等防腐材料,以保护板内钢筋不受侵蚀.为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施.
2.2.2 混凝土置换法
该方法是将严重损坏或失效的混凝土除掉,置换新的混凝土或其他材料,具体工艺是:①剔除混凝土;②清理混凝土及钢筋;③置换材料的配置;④养护及粉刷;⑤其中,置换材料应根据所用条件和处理要求选择.主要考虑环境适应性、耐火性、耐腐蚀性、弹性模量、强度、热膨胀系数和与基层的结合性能.目前常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂桨、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆[2].
2.2.3 灌浆嵌缝封堵法
此种方法适用于裂缝较大较深,且对整体结构安全有影响或有防治要求的混凝土板的修补.
(1)化学灌浆法
目前,YJ-自动压力灌浆技术是较为成熟的裂缝修复技术.使用袖珍式“yJ-自动压力灌浆器”,把化学灌浆料、灌浆专用树脂等灌缝材料,通过压力注入裂缝当中,使混凝土结构强度得到恢复,从而确保建筑物结构安全,且使用功能得到保障;
(2)嵌缝法
指沿裂缝凿槽,并在槽中填充硬塑性或刚性防水材料,使裂缝封闭,从而达到防止楼板钢筋锈蚀和防水的目的.弹性密封材料种类很多,如聚氨酯材料、丙烯酸酯材料、有机硅材料、塑型防水材料,以往采用聚氯乙烯[2]胶泥等.但这些材料都不环保,现在多采用SR塑型防水材料,效果很好,并具备施工操作简便,成本低,适应性强等优点.
3 结论
现浇钢筋混凝土板裂缝是常见的现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,降低材料的耐久性,影响建筑物的安全.因此要对混凝土板的裂缝进行细致分析、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,从而保证建筑物和混凝土构件安全稳定地工作.
[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002(5):11-13.