谈现浇混凝土结构裂缝的危害及成因分析
2016-03-14骆仲锋
骆仲锋
(兰州军区总医院工程建设指挥部,甘肃 兰州 730050)
谈现浇混凝土结构裂缝的危害及成因分析
骆仲锋
(兰州军区总医院工程建设指挥部,甘肃兰州730050)
摘要:在钢筋混凝土的施工作业中,裂缝的产生是一种带有普遍性的常见现象,其根本原因是由于应力释放的效应所产生的结果。因此在建筑领域,钢筋混凝土的结构性裂缝也是一个较难克服的世界性难题。对于建筑物来讲,混凝土裂缝的危害轻则会影响业主对房屋的正常使用,重则会危及建筑物的结构安全,并大大降低其正常的使用寿命。本论述从不同角度对钢筋混凝土的结构性裂缝所造成的危害进行了阐述,分析了混凝土裂缝的一些诱因,并透过诱因对施工方法进行了更进一步的探讨,对在施工期如何有效规避和合理控制混凝土裂缝具有一定的借鉴意义。
关键词:混凝土;浇筑构件;结构裂缝;成因分析
DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.020
施工裂缝对于建筑物而言,仅仅影响美观还是次要的,长期暴露的裂缝由于渗漏或雨水侵蚀将会引起钢筋锈蚀,破坏建筑结构的整体稳定性,降低其刚度和耐用度,从而大大降低整体结构的耐久性,影响建筑物的正常功能发挥和使用寿命。因此,解决混凝土的施工裂缝,是建筑企业在生产实践中不容忽视的一个重要环节。
业界公认,钢筋混凝土裂缝是影响建筑工程质量的一大通病,同时随着公众维权意识的逐步增强,由该问题引发的质量投诉案件呈现逐年增加趋势。众所周知,在浇灌钢筋混凝土构件时所生成的裂缝,是国际建筑行业公认的比较难以从根本上解决的困局之一。这些裂缝可能会出现在梁柱、墙体、楼板、檐口、门窗和预埋管线的接缝处,有些表现为浅表性,有些则是贯通伤,对于超大构件甚至还会产生隐藏在内部深处的暗纹,只有通过超声探伤设备才能查出问题。
笔者结合多年从事建筑施工管理工作的经验,根据工程中经常出现的实际问题,分析了钢筋混凝土构件产生裂缝的危害和形成原因,并提出了相应的注意事项和预防措施。
1 钢筋混凝土材料的结构特性
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他混合填料为基料,经过充分地混合、搅拌、成型、振捣而形成的非均匀并且具有脆性特质的材料集合体。由于众多材料本身独特的物理和化学特性,混凝土在凝结成型的过程中,自然而然就会形成大量的孔隙、气穴和微小裂缝,正是因为存在着这些无法回避的原始性缺陷,所以,裂缝问题才被建筑行业视为会直接造成混凝土施工质量问题的一个必须高度重视的极为重要的环节。
从理论上来讲,微裂缝通常并无太大的危害,对混凝土构件在承重、防渗及其正常使用功能上也不会产生很大危害。但是当混凝土构件在受到承重荷载或遭受环境温差变化等作用后,微裂缝就会不断地发生扩展、延伸,并且逐步连通直至成片,最终转化成为肉眼能看得见的较大裂缝,当这些裂缝得不到及时修复的时候,空气中的二氧化碳、二氧化硫等有害气体、酸性媒介以及雨水、施工污水等杂质成分,都会沿着这些缝隙渗入混凝土内部,加快钢筋骨架的锈蚀,与碱集料发生化学反应,并加快碳化速度的发生,从而引发混凝土构件耐久性的下降,缩短建筑物的使用寿命。
事实上,混凝土结构裂缝产生的原因是多方面的,而且也很复杂,客观上有材料因素、施工环境及温度变化等因素,同时也会有设计、施工、监理、安全使用等方面的主观因素。总之,钢筋混凝土结构裂缝产生的原因和变化种类很繁杂,要想从根本上解决混凝土施工中的裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,正确判断、合理配料、按规程施工,并在业主后期的使用过程中,注意科学合理地安排装修,经常检查并尽早发现问题,及时通知专业技术人员进行维修处理。
2 现浇混凝土构件裂缝对建筑结构体的危害
2.1影响结构承载力和使用安全性
对于承受着一定弯曲重量的构件(比如结构梁、过梁和楼板),虽然规范里要求在受弯区的合理范围内,允许存在一定宽度的裂缝(不允许贯通裂缝和超长裂缝),但是裂缝对结构承载力所造成的影响依然不可小觑。因为,建筑设计的本身,并未考虑后期在交付业主之后,由于装修而带来的设计之外的其他负重因素,主要是指一些使用者在装修时给过梁和楼面额外增加的载荷(比如结构钢架、装饰面砖、开槽布线、水泥砂石和一些辅助材料),以及业主在后期使用时所必须添置的一些家装设备(比如家具、电器设备、采暖设施等),这些额外因素均会加重建筑裂缝的进一步扩展,并最终影响到业主的正常使用。
2.2建筑结构的防水性能将大打折扣
墙面裂缝和楼板裂缝是近年来业主反映问题最为集中的地方之一,而裂缝给用户带来的最大危害就是渗漏问题,尤其是在设计中没有防水要求的部位表现会尤为突出。在实际监管中发现,对于在设计上没有防水要求的生活起居室,如果裂缝在施工阶段没有一次性处理好,一旦交到用户手里转变成为陈旧性裂缝,即使反复多次的维修均无济于事。这个问题不但关乎建筑物的结构安全、使用寿命和产品质量,更是对建筑企业施工能力和水平的一个评判,也是企业诚信和信誉的集中体现。
2.3降低建筑物的耐久性和使用寿命
对于一些长期不做维修处理或暴露在自然环境中的裂缝,其对气候环境所造成的化学侵蚀(局部酸雨、雨雾、露珠)、季节变换带来的循环冻融、材料在接近使用年限时的碳化现象以及钢筋的自然锈蚀、建筑集料的碱性反应等等,都会表现得更为敏感,而这些都会成为裂缝进一步扩大的因素,最终使裂缝的破坏因素由量变发生质变,对混凝土结构产生极大的破坏效果。撇开专业术语也可以换句话说,往往对建筑物使用寿命的判断和衡量,除了受混凝土自身材料性质的影响外,另外一个很重要的影响因素,就是查验施工阶段对构件裂缝的验收和处理清单。
3 常见混凝土裂缝形成的原因
3.1使用商品混凝土引起的收缩裂缝
商品混凝土由于大多采用车辆运输和机械泵传送,混凝土的流动性能相对较好,因此一般商品混凝土的坍落度都比较大。正是由于坍落度偏大,经过振捣后容易使表层的水泥含量相对偏高。对于收缩性较大的水泥浮浆层及砂浆层,一方面由于砼初凝时表面游离水分蒸发过快产生急剧的体积收缩,而此时砼早期强度较低(面层为砂浆层强度更低),不能抵抗这种变形应力而导致砼表面开裂,另一方面由于面层浮浆或砂浆的收缩值比基层砼大许多,这种无法克服的变形值不同而导致面层开裂。
3.2楼板的弹性变形及支座处的负弯矩影响
施工中当混凝土尚未达到拆模条件时,为追赶施工进度过早拆模,或者在混凝土尚未满足终凝时间就施加了一定的荷载等,都会造成混凝土发生弹性变形,致使混凝土构件因为过早受力而产生裂缝;还有施工中不注意对已固定钢筋网架的保护,把负筋踩弯或踩倒,都会造成支座处负筋不足,浇筑后导致板面因弯曲出现裂缝。
3.3后浇带施工不慎而造成的裂缝
施工中为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力问题,规范要求应局部采用施工后浇带法。实际施工过程中,预留的后浇带部分在浇筑时会因为混凝土流淌留下斜槎,如果对留下的斜槎未能及时进行彻底凿除,也可能会因为收缩比造成板面产生裂缝。
3.4预埋管线产生的楼板裂缝
预埋线管处沿管线方向容易出现表面裂缝,局部也会出现呈发散状或龟裂状的不规则裂缝。特别是在多根线管的交集处,由于混凝土截面相对较弱,容易引发应力集中,导致裂缝的产生。所以,对于预埋较粗的管线以及在多根线管的交集处,应按规
范要求沿垂直于线管的方向,增设的短钢筋网架进行加强处理。
3.5施工原因引起混凝土构件裂缝
振捣不密实、不充分,模板拆除过早,浇水养护不到位,不按规范对构件进行覆盖,工程赶进度提前上负荷,模板支撑系统刚度不够等等,都是极易造成钢筋混凝土早期受损的因素,也是直接造成混凝土构件产生收缩裂缝的主要原因。
4 结束语
钢筋混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是由本身物理力学特性造成的,但其危害程度是可以控制的,而危害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1 mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2 mm。当混凝土结构件所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度甚至可放宽至0.4 mm,在湿气及土中为0.3 mm,在海水及干湿交替环境中为0.15 mm。
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作者简介:骆仲锋(1968-),男,汉族,陕西泾阳人,大学本科,高级工程师,主要从事建筑施工管理工作。
收稿日期:2016- 3- 25
中图分类号:TU755.7
文献标识码:A