民用建筑现浇楼板裂缝控制措施分析
2015-10-21张增隽
张增隽
【摘要】现浇钢筋混凝土楼板能提高建筑结构的整体性及抗震性能,在结构安全和使用功能方面比预制板优越得多。但是楼板裂缝不断增加,引起广大住宅用户的注意。因此必须从各方面,尤其是施工过程中提起注意,采取防治措施,努力减小裂缝引起的危害,具有极强的现实意义。
【关键词】现浇钢筋混凝土楼板; 裂缝; 原因; 控制预防
一 住宅现浇钢筋混凝土裂缝产生的原因
(一)收缩会引起楼板出现裂缝:
现浇楼板中出现混凝土收缩裂缝的理论分析:在混凝土的硬化过程中,常发生混凝土体积的变化,并且新浇混凝土楼板的内部与表面的升温和降温的经常不一致,便致使混凝土构件的不同部位发生变形的速度及程度都不一致。在混凝土发生的收缩变形的同时,还会受到外界的约束,进而产生较大的收缩应力,当该应力值大于混凝土的抗拉强度时,便会在混凝土构件中产生裂缝。值得注意的是,混凝土的收缩变形现象是混凝土的一种固有特性。经过大量工程实践的总结,可总结出以下几种引起裂缝的收缩变形类型,下面将逐一进行介绍。
1浇筑初期(终凝前)的凝缩变形:
这类变形通常在浇筑后24小时内便可以发现。一类是由于塑性混凝土下沉产生的,多出现在梁和板中;另一类是由于塑性收缩产生的,大多出现在板中。这类变形多与“泌水”现象有关。泌水现象即新浇筑的混凝土在压实后,由于受到重力作用,导致较重的颗粒下沉,同时使比它轻的水上移,直至颗粒不再下沉,该现象停止。
2由凝胶材料发生水化作用所引起的自生收缩变形:
硬化过程中的干缩变形和自身收缩与干缩一样,出现在浇筑后很长时间。这两种变形是由于水的迁移引起的:水泥水化时消耗大量水分,导致凝胶孔的液面下降而形成弯月面,同时产生自干燥作用而使混凝土的相对湿度降低、体积变小。
3温度下降引起的冷缩变形:
由于在不同季节建筑物各部位所受的温度变形不协调导致裂缝。由于结构周围的温度发生变化都会导致梁、板、墙体发生变形。而在降温过程中,梁的温度变化比板滞后,这一现象在极冷降温的情况下更加明显。由于温变的滞后导致板的收缩比梁大,从而梁对板产生约束。板受到这一约束,产生拉应力,成为板产生裂缝的主要原因。这种裂缝通常是贯通裂缝。
(二)材料选用不当造成楼板出现裂缝:
1 水泥种类及用量的选择:
不同水泥的收缩程度不同,越是高强度的混凝土,水泥要求等级越高,水泥用量越大,产生的水化热量随之增多,造成的收缩变形便越大。
2 混凝土配合比和水灰比的选择:
①配合比:
若混凝土的配合比不当,将会造成混凝土出现分层离析现象。这一现象尤其对梁板结构的板有很大影响。它会使板的上部出现富水泥浆层,造成板收缩大,引起楼板面不规则裂缝。
②水灰比:
在原料一定的情况下,水灰比对混凝土收缩有很大影响。水灰比稍大可以保证混凝土的流动性,但会增加混凝土的收缩。单位用水量和水泥用量是影响混凝土收缩的主要因素,其中用水量对其影响最大。在水量确定的情况下,混凝土的收缩率会随着水泥用量的增加而增大,也会随着水泥用量的减少而变小;而在水灰比确定的情况下,混凝土的收缩率会随着用水量的增加而相应地增强;混凝土干缩还会随砂率增大而加大。
③商品混凝土的不当应用:
目前施工普遍采用泵送商品混凝土。商品混凝土比自拌混凝土粗骨料细度模数低,坍落度大。商用混凝土,水灰比较大以保证商品混凝土的流动性能和坍落度。选用高效优质混凝土外掺剂,以减少混凝土用水量从而使得混凝土收缩值得到控制。
3 外加剂使用不当:
由于施工工期要求较紧,通常会在混凝土中添加化学外加剂,混凝土中的外加剂对混凝土的性能起着重要的作用。在现浇混凝土楼板中,外加剂的使用不当会引起混凝土收缩增大,进而引起裂缝,引发工程质量问题。下面将介绍几种常见的外加剂的不合理使用情况。
①早强剂:
由于施工工期的需要,往往需要在混凝土中添加早强剂,但早强剂在加快混凝土硬化的同时,还会增加混凝土的收缩值,进而引起混凝土构件的开裂,在工程实践中常对其负面影响关注不够。
②高效减水剂:
高效减水剂的作用机理决定了它会引起水泥颗粒间的斥力减小,使水泥颗粒发生凝聚,进而使混凝土得坍落度减小,引起混凝土坍落度损失过大或流动性在短时间内丧失,但高效减水剂的减水作用会随时间的发展而降低,引发坍落损失。
(三)施工方面操作不规范会引起裂缝
1 施工时模板不合理处理:
①模板支撑体系:
梁板支撑存在高度差异、模板挠度过大及楼板模板支撑刚度不够等因素都会导致模板支撑下沉变形量偏大,影响模板支撑体系的稳定性;如对施工期间的振动不进行控制,会出现因振动引起楼板发生裂缝的现象。
2 配筋和楼板厚度施工工艺不规范:
施工过程中,钢筋位置不准确、间距过大及楼板厚度不合格等因素都会导致楼板产生裂缝。有些不正规的施工单位还为减少施工成本,在施工过程中偷工减料,不按照设计要求及规范进行施工,往往不顾施工及结构的安全而随意施工,造成浇筑振捣不密实、配筋率减小及楼板产生裂缝等质量通病。
3混凝土强度不合格:
当混凝土的强度低于设计要求强度时,会造成混凝土的抗拉强度的下降,在拉应力的作用下会引起楼板的开裂。如:在某住宅楼工程中,其楼板设计规定的混凝土强度是C25,但是实际采使用的混凝土测试强度仅为16.7MPa,与设计要求相差很大。
4 钢筋的保护层厚度过大:
在进行施工浇筑混凝土架板的铺设过程中,施工人员不可避免地会踩踏钢筋,导致上层钢筋保护层偏厚,使有效计算面积减小,受拉钢筋以及受压混凝土应力增大,导致混凝土板面的开裂。
5 未进行及时合理的养护:
在完成混凝土楼板的现场浇筑后,没有按照规范规定进行新浇混凝土楼板的养护,会导致楼板出现裂缝。
二 预防现浇混凝土楼板开裂的措施
(一)材料方面
严格控制配合比,避免离析现象,材料进场严格检查,决不允许不合格材料进入工程施工中,正确适当选用掺合料及外加剂。
(二)设计方面
设计工作人员应在进行设计时积极采取能够提高结构抵抗收缩应力的措施,以提高构件的抗拉强度。在建筑工程中不要一味追求使用高强度混凝土,满足要求即可;建筑方案设计时,征求结构设计人员意见,不仅仅追求建筑外观及使用功能而忽略建筑安全;在相同配筋率情况下最大程度减小钢筋直径及间距;适当加大板厚度,减小其挠度;在板角配置与对角线平行的角部加强钢筋;按照规范设计构造缝,减少因温度及结构沉降形成裂缝;采用预应力钢筋混凝土板。
(三)施工方面
施工人员应采取有效措施减少混凝土收缩。严把质量关,杜绝偷工减料;应合理控制混凝土的配合比,尤其关注水灰比与外掺料使用,选用级配较好及含泥较少的砂石,以降低混凝土收缩裂缝产生的可能性;还应保证钢筋工程的施工质量,积极采取保证保护层厚度的措施,防止出现在进行混凝土浇筑的工作时施工人员任意踩踏钢筋的现象;对模板进行强度计算,支撑要牢固,并且要按规定時间拆模;需加强新浇混凝土楼板的养护工作,可采取新浇楼板表面覆盖或喷混凝土养护剂的方法进行养护,避免过多的水分蒸发,不能只顾工程进度,在混凝土强度达到7.2N/mm2后才可以踩踏或进行施工。提高施工人员素质,并落实专人进行养护。
三 结语
虽然说裂缝在混凝土结构中是不可避免的,但在设计、材料选用及施工过程中应积极采取有效措施,对混凝土结构中的裂缝进行控制,尤其需要避免楼板有害裂缝的出现。严格按照设计规范要求进行施工,努力减少现浇混凝土楼板裂缝的产生。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社.2012
[2]富文权等.混凝土工程裂缝分析与控制.中国铁道出版社.2011