浅现浇商品砼楼板变形裂缝产生的机理与防治措施
2017-01-19王宏春
摘要:现浇商品砼楼板裂缝,已引起了诸多业主和用户的不满和投诉。经过调查可知,当前现浇砼楼板裂缝基本为砼收缩变形裂缝,所以只要我们能把现浇商品砼土楼板收缩变形裂缝的成因弄清楚,就能找到了预防现浇商品砼楼板变形裂缝的正确途径。
关键词:现浇商品砼;楼板;变形裂缝;防治
中图分类号:TU888 文献标识码:A 文章编号:2095-3178(2018)20-0053-01
1 现浇砼收缩变形裂缝的普遍性
1.1 早期塑性收缩变形裂缝
在三高一低(高水化热、高温度、高风速、低的相对湿度)的条件下,表层混凝土失水过快,会出现表层砼塑性收缩变形裂缝;当大流态砼早期沉缩受到表层钢筋阻碍时,会出现砼沉缩变形裂缝;当砼中的缓凝剂用的过多时,还会出现砼缓凝收缩变形裂缝。
1.2 干缩变形裂缝
砼硬化后,在干燥的环境下,砼内部的水不断向外散失,引起砼由外向内的干缩变形裂缝。干缩湿胀是砼的物理特性。
1.3 冷缩变形裂缝
冷缩变形裂缝,部分人称其为温度变形裂缝或受热变形裂缝。它是由水泥水化过程中发生的放热反应,引起砼内部温度升高,水化高峰后,又逐渐降温,降温过程伴随着砼体积的收缩。热胀冷缩是砼的又一个物理特性。当砼内外温差超过一定量值时,硬化初期的砼抗拉能力极低,抵抗不住温差产生的拉应而开裂。
1.4 自收缩变形裂缝
水泥中四种主要的矿物成分(C3S、C2S、C3A、C4AF)完全水化后,绝对体积总是减小,计算结果显示,约减8%的体积,这是砼自收缩的基本来源,也是水泥水化过程的化学特性。同时当水灰比很小时,砼内部的水不能满足未水化水泥继续水化用水的需要,就会发生砼内部缺水的现象,进而导致砼内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。
1.5 碳化收缩变形裂缝
碳化收缩变形裂缝主要是空气中CO2与砼水泥石中的Ca(OH)2反应生成碳酸钙,放出结合水而使砼收缩变形形成的。
2 现浇商砼楼板收缩变形产生的机理
2.1 早期塑性收缩变形裂缝产生的机理
低质量的商品砼,具有三大一小(水泥用大、水用量大、砂子用量大、石子用量小)的特点,加之商品混砼的高流态、大坍落度的共同特点,使商品砼的早期塑性收缩变形裂缝形成的可能性增大。具体表现三高一低的环境下施工,现浇商品砼楼板表面失水快,塑性收缩变形裂缝形成得快,沉缩变形裂缝形成得快,个别商品砼超量使用缓凝剂,还造成了砼缓凝收缩变形裂缝。这是需要我们极为关注的一个特点。这一点是商品砼与其他砼的区别。防止商品砼收缩变形裂缝,必须从商品砼的这一特点入手。
2.2 干缩变形裂缝产生的机理
砼干缩变形,取决于两个条件,一是砼所处的环境干燥,二是砼中的水因毛细孔大易向外迁移。当砼用水量大时,多余的水就会在砼中形成较大的毛细孔。商品砼如果采用减水率很低的减水剂,为了保证坍落度和可泵性,就会多用水,在商品砼运输过程中因坍落度损失而加水的现象也时有发生。所以商品砼用水量大,使得砼干缩变形裂缝的生成更为容易。有关文献显示,对于收缩变形,当砼过振水泥浆上浮以后,就加大了现浇商品砼楼板上层砼(实际是砂浆或水泥浆)的收缩变形,容易形成干缩裂缝。
2.3 冷缩变形裂缝产生的机理
最近一个时期,很多水泥、砼专家,都对过分强调用早强R型水泥和过强调砼的早强或超早强提出了批评意见,认为过多的使用早强R型水泥和过多的使用早强或超早强外加剂,都加速了冷缩变形裂缝的形成。经施工现场调查可知,强调商品砼早强或超早强的人为数不少,目的都是为了赶工期。这样,早强的R型水泥和超早强剂放在一起,造成了水泥快速水化,短时间内形成了极高的水化热,难怪有人看到砼上面还覆盖着水,混凝土仍然继续开裂,这是因为砼现浇楼板的内部的温度为60℃,覆盖的水为25℃,相差35℃,这种温度梯度一定会使砼开裂。
2.4 自收缩变形裂缝产生的机理
砼的自收缩变形,是由于水泥水化的化学变化和砼内部缺水造成的。商品砼的水泥用量大,必然会造成商品砼的自收缩变形。但非高强商品砼,一般不会造成砼内部先天缺水。如果现浇商品砼楼板很薄(例如板厚8cm),也有被外界高温干燥环境干透的现象,这时,砼的外部干缩变形和砼内部干缩变形的引起因素是一致的。
2.5 碳化收缩变形裂缝产生的机理
对碳化收缩变形的影响,商品砼与其它砼是相同的。砼楼板(除屋面板外)在室内,受到碳化影响很小,可以忽略。
3 现浇商品砼楼板变形裂缝的防治原则
预防现浇商品砼楼板变形裂缝的基本原则,就是“抗与放”。“抗”就是采取一切结构的和非结构的措施,控制其裂缝不产生;“放”就是让砼收缩在预定的时间内基本完成,然后再进行后浇带的处置,或者就是让裂缝产生,然后再加以填补。我们现在的基本做法是以“抗”为主,或“抗”“ 放”兼用。
4 现浇商品砼楼板变形裂缝的防治措施
4.1 在结构设计上
在结构设计上,要使配筋细而密,在经济条件允许的条件下,应设置双层双向受力钢筋,对楼板的外墙内角应设放射形钢筋或布置钢筋网,对穿越楼板中PVC塑料管应附加防裂保护要求。
4.2 在原材料的配合比上
在原材料及其配合比上,宜使用河中粗砂,砂石含泥不宜大于3%和1%宜采用C3A少的中、低热水泥,宜使用减缩减水剂(砼减缩减水剂在砼表面形成一层碳氢化合物保护层,防止砼的快速干燥)、宜掺入适量的粉煤灰(要充分认识粉煤灰的三态效应和致密效果),应高度重视“掺技术”,并通过“双掺技术”,改善商品砼的三大一小现象,应把每立方米砼用水量控制在170kg以下,优质商品砼可控制在150kg/ m3以下,宜把砂率控制在40%以下,宜把水灰控制在0.4~0.5之间,但水胶比可以小,对C30及其以下强度的砼的水泥用量宜控制在350kg/ m3以下,应尽可能的提高粗骨料的用量,并在较低强度的砼中宜选用较大粒径的石子,应根据不同的砼泵送高度选择适中的坍落度,不要盲目的追求大坍落度。
4.3 其他的技术措施
在商品砼生产与施工浇筑养护中要根据现场材料的实际情况(例如砂石中含水、砂石互混、含泥量变化等),随时调整配合比,使之符合试配要求,要及时掌握施工情况,合理选择砼的保塑时间;砼浇筑不能过急形成集中堆料,宜采用平板振捣器对砼进行两次振捣,绝对不能过振,产生浮浆,应保证在砼的上层能看到石子,两次振捣时间的间隔可视具体情况而定,一般是1~2小时,同时应进行两次抹压,用木抹搓,不要压光,第一次抹压在第一次振搗后,第二次抹压在砼初凝前,两次振捣抹压,使砼达到均匀密实,可增强砼的强度,又能使砼塑性形变裂缝重新愈合。
5 结语
总之,通过上述的综合分析可知,选用早强材料过分追求砼早强和商品混凝土三大一小,是加大商品砼收缩变形开裂的内因,环境条件中的三高一低和过振及对幼龄砼的养护不佳是加大商品砼收缩变形的外因。只要我们能认真地掌握和改善商品砼变形裂缝的内外因条件,现浇商品砼楼板的变形裂缝就可以得到有效的控制。
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
作者简介:王宏春(1976.3)男,高级工程师,现从事建筑管理与施工。