劉 延
摘要:全現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋面板的裂縫,是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。文章分析了現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因,探討了樓板裂縫產(chǎn)生的危害,并提出對(duì)現(xiàn)澆樓板裂縫的控制措施。
關(guān)鍵詞:混凝土;現(xiàn)澆樓板;裂縫原因;危害;彌補(bǔ)處理;預(yù)防措施
當(dāng)前,不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中,現(xiàn)澆混凝土樓板的工程也是越來(lái)越多。長(zhǎng)期以來(lái),由于對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的偏差,或重視程度不夠,混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍?;炷恋牧芽p問(wèn)題乃是嚴(yán)重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問(wèn)題。
1樓面裂縫的種類(lèi)及其特征
1.1樓面裂縫的種類(lèi)
1.1.1 結(jié)構(gòu)裂縫
雖然現(xiàn)澆樓板承載力能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,但由于預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆板后,墻體剛度相對(duì)增大,樓板剛度相對(duì)減弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處,往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫。例如:墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫,板端負(fù)彎矩較大處的板面裂縫等。
1.1.2 溫差裂縫
由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類(lèi)裂縫一般集中在東西單元的房間以及屋面層和上部樓層的樓板。
1.1.3 收縮裂縫
混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過(guò)程中易形成各種收縮裂縫。
1.2樓面裂縫的特征
裂縫的位置取決于兩個(gè)因素,一是約束,二是抗拉能力。對(duì)樓板來(lái)說(shuō),約束最大的位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處,因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻的剛度最大,它對(duì)樓板形成的約束也最大。同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響,樓板成為收縮變形最大的部位。一般來(lái)說(shuō),樓板內(nèi)配筋都按平行于樓板的兩條相鄰邊而設(shè)置,也就是說(shuō),轉(zhuǎn)角處夾角平分線(xiàn)方向的抗拉能力最為薄弱。故大多數(shù)板上裂縫都出現(xiàn)在沿外墻轉(zhuǎn)角處,而且呈45°斜向放射狀。
2現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,概括起來(lái)主要有以下幾點(diǎn):
2.1材料選用方面的因素
2.1.1水泥品種
水泥的選擇是關(guān)系到收縮問(wèn)題的關(guān)鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細(xì)度等。而且,隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用,水泥的標(biāo)號(hào)等級(jí)要求也就相應(yīng)提高,水泥用量也就會(huì)增加,產(chǎn)生的水化熱就越高,混凝土的收縮變形也越大。
2.1.2 外加劑應(yīng)用不當(dāng)也會(huì)引起的裂縫
由于施工工期的需要,一般都會(huì)使用化學(xué)外加劑的,但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會(huì)直接引起混凝土多種質(zhì)量問(wèn)題,并且外加劑的使用也會(huì)增大混凝土收縮的變化率,如摻減水劑用于改變混凝土和易性。高效減水劑的減水作用隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低,這是坍落度損失的主要原因,由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包圍,或是與水化物反應(yīng)而被消耗掉,變得不能發(fā)揮分散能力,水泥顆粒間斥力減小,造成水泥顆粒凝聚,使混凝土坍落度減小,造成混凝土拌和物坍落度損失過(guò)大或短期內(nèi)完全喪失流動(dòng)性,這類(lèi)問(wèn)題在混凝土生產(chǎn)行業(yè)中會(huì)經(jīng)常遇到,程度輕的會(huì)引起混凝土施工困難,混凝土表面會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。
2.1.3 混凝土配合比
在原料一定的條件下,水灰比對(duì)混凝土收縮有很大的影響。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量,而用水量的影響比水泥用量大;在用水量一定內(nèi)條件下,混凝土收縮隨水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度較??;在水灰比一定條件下,混凝土收縮率隨水灰比的增加而明顯增大;在水灰比相同條件下,混凝土干縮隨砂率增大而加大,但增大的幅度較小。影響砼的收縮而產(chǎn)生裂縫原因包括單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等控制參數(shù)。
2.2施工方面的因素
2.2.1 配筋、樓板厚度、施工工藝不合標(biāo)準(zhǔn)
部分施工單位在施工中,為了節(jié)省施工的材料成本和節(jié)省人工費(fèi),在施工過(guò)程中往往是沒(méi)能按照設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工,鋼筋安放位置不正確、鋼筋間距偏大、樓板澆筑時(shí)厚度控制不符合設(shè)計(jì)要求、澆筑震搗不密實(shí)等原因也容易導(dǎo)致樓板產(chǎn)生裂縫。
2.2.2 施工時(shí)模板的處理
模板施工因素對(duì)產(chǎn)生的影響主要是由于以下幾方面產(chǎn)生的:由于樓板模板支撐剛度不夠,梁板支撐剛度差異或模板撓度過(guò)大,造成模板支撐下沉變形過(guò)大;如果模板支撐的穩(wěn)定性不夠,在施工期間過(guò)度震動(dòng)使支撐剛度變異部位出現(xiàn)多次瞬間相對(duì)位移,這樣也會(huì)引起樓板的裂縫;拆模過(guò)早,在混凝土沒(méi)有完全硬化的時(shí)候就進(jìn)行拆模板,混凝土硬化前過(guò)早承載或受到振動(dòng),很容易產(chǎn)生裂縫。
2.2.3 鋼筋保護(hù)層偏大
施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板,施工人員在鋼筋上踩踏,致使板面負(fù)筋下沉混凝土保護(hù)層厚度偏大,引起板面開(kāi)裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒(méi)有通長(zhǎng)配置時(shí),裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部,沿板邊緣近似成直線(xiàn)發(fā)展。
2.2.4 保護(hù)措施不到位
混凝土澆注后,沒(méi)有按規(guī)定的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致樓板收縮開(kāi)裂。養(yǎng)護(hù)不及時(shí),使混凝土養(yǎng)護(hù)初期過(guò)早脫水,使混凝土出現(xiàn)干縮;混凝土養(yǎng)護(hù)初期受凍;樓板施工完成后,混凝土終凝初期,施工機(jī)具和材料集中,或過(guò)早進(jìn)人下道工序施工,造成較大施工荷載和震動(dòng),使其產(chǎn)生裂縫。
2.3氣溫、空氣等環(huán)境因素導(dǎo)致樓板裂縫
現(xiàn)在樓板在周?chē)鷼鉁?、空氣等環(huán)境因素的影響下,也會(huì)產(chǎn)生裂縫的??諝獾南鄬?duì)濕度越低,混凝土收縮越大;空氣溫度升高,混凝土的收縮隨之增大;長(zhǎng)期風(fēng)吹、日曬也會(huì)使混凝土收縮增大。
3樓板裂縫產(chǎn)生的危害
混凝土是多組分復(fù)合材料,在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種材料變形不一致,互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力,造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見(jiàn)的微細(xì)裂縫,我們一般稱(chēng)微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的,互不連貫,但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化,養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下,裂縫開(kāi)始擴(kuò)展,并逐漸互相連通,從而出現(xiàn)較大的肉眼可見(jiàn)裂縫,成為宏觀(guān)裂縫,嚴(yán)重的形成樓板上下貫通縫,這就成為有害裂縫。這樣的裂縫將對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力,防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
3.1影響結(jié)構(gòu)承載力和使用安全性
對(duì)于受彎構(gòu)件的樓板,盡管受彎區(qū)允許有寬度在一定范圍內(nèi)的裂縫存在,但是裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響是不可忽視的,尤其是一些使用者在裝修時(shí)又給地面增加了很多設(shè)計(jì)者沒(méi)有考慮的荷載時(shí)。
3.2影響結(jié)構(gòu)的防水性
樓板產(chǎn)生裂縫,除了影響結(jié)構(gòu)安全性外,對(duì)使用者所帶來(lái)的最直接的問(wèn)題是滲漏水的危害,尤其是在沒(méi)有做防水的房間表現(xiàn)突出。
3.3嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命
化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)等,都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生破壞作用。這些破壞作用的發(fā)生或進(jìn)行的快慢,除了受混凝土自身材料性質(zhì)的影響外,裂縫就是一個(gè)重要的影響因素。一般從結(jié)構(gòu)拆模到裝修完成,要經(jīng)過(guò)2-3個(gè)月的時(shí)間,有的大型工程還要跨年施工。這時(shí)空氣中的CO2、SO2氣體及雨水等就會(huì)順著裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部,促成鋼筋銹蝕的加快;堿集料反應(yīng)及碳化速度的加快進(jìn)行;從而引起耐久性的下降和縮短建筑物的使用壽命。