梁愛弟
(湛江市銀地建設工程有限責任公司,廣東 湛江 524000)
當今,鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)的裂縫問題普遍存在,隨著使用大流動性商品混凝土的增多,裂縫的出現(xiàn)有日漸增多的趨勢,它是工程技術人員共同關注的熱點話題,也是用戶對建筑工程質量投訴最多的問題。產(chǎn)生裂縫的原因是復雜的,一條裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展往往是多種因素綜合作用的結果,只有認真查明原因,才能正確選擇預防措施,減少裂縫產(chǎn)生。文章就此根據(jù)現(xiàn)澆樓板裂縫的類型和形態(tài),分析裂縫產(chǎn)生的原因,從樓板設計、混凝土質量控制、施工3方面來淺淡樓板裂縫控制的一些措施。
現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)的裂縫多數(shù)是混凝土塑性收縮早期干縮裂縫。塑性收縮是混凝土在初凝之前的塑性階段失水形成的?;炷琳駬v拖平后,混凝土表面的泌水很快蒸發(fā)后,混凝土顆粒之間充滿的水隨著混凝土表面水分的蒸發(fā),內部水分逐漸向外遷移繼續(xù)蒸發(fā)失水,骨料與水泥之間產(chǎn)生不均勻的沉縮變形,水泥漿體收縮。它發(fā)生在混凝土終凝之前的塑性階段,故稱為塑性收縮。根據(jù)有關文獻試驗表明,塑性收縮值一般可達新澆混凝土體積的1%左右,砂率過大和砂含泥量大的大流動性的混凝土甚至達到2%。特別是澆筑大面積的樓板時,當氣溫高、風大或濕度小時,混凝土內部水分遷移供應不上表面蒸發(fā)的速度,混凝土表面的收縮應力大于混凝土的抗拉強度,首先混凝土表面會產(chǎn)生大量不規(guī)則的微細裂縫。如不及時抹壓與覆蓋保濕養(yǎng)護,此類裂縫向內部延伸,并逐漸增長和增寬,直至混凝土達到終凝后才穩(wěn)定。這種早期干縮裂縫嚴重時會導致樓板裂穿,樓板滲水。
混凝土的干燥收縮裂縫是施工階段撤除養(yǎng)護時開始,這種裂縫呈規(guī)則,早期短而較細,位于鋼筋之間并與鋼筋并行,往往不為人們所注意,隨著時間的推移,混凝土的蒸發(fā)量與干燥量逐漸增大,裂縫逐漸明顯。混凝土的養(yǎng)護期過短或樓板強度過高易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。
水泥反應后反應產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應前水泥礦物體積與水體積之和,形成水化反應收縮。水泥中的礦物成分主要由C3S、C2S、C3A、C4AF組成,其水化反應的漿體收縮量不同,其中C3A收縮率最大(約7%),C3S次之(約2.5%),C2S與C4AF較小。水泥礦物的化學特性,見表1。
表1 水泥礦物的化學特性
在混凝土澆筑后初凝前,水化反應收縮一部分反應在塑性收縮中,如C3A含量大時,混凝土需水量大,早期失水快加劇混凝土的早期裂縫的出現(xiàn)。此外,應避免不同品種水泥混用,因不同的水泥凝結時間速度、收縮值均不同,混用會導致混凝土開裂。
(1)十字交叉裂縫:現(xiàn)澆鋼筋混凝土板十字交叉裂縫其主要原因在于各施工不當。如板中心穿線管相互交疊未設線盒,削減混凝土有效厚度,樓板沿線管邊開裂。
(2)外墻內轉角45 °圓弧形裂縫和板面45 °的角裂:其原因是板面變形受到梁柱限制的特定情況,若設計上未防止角裂的扇形鋼筋或設置的長度不夠、數(shù)量不足,澆筑混凝土時把面筋和角筋踩至板中,減少負筋設計受力的計算有效高度等原因造成板角裂。
(3)板跨中直線貫穿裂縫:板底筋保護層過厚、配筋不足、混凝土強度低等施工原因,致使實際承載力小于設計值造成板裂。
(4)板面不規(guī)則裂縫:產(chǎn)生塑性干縮裂縫或模板剛度不夠而下沉拉裂。
(1)在保持板的配筋率的情況下,板配筋采取細與密原則,間距在100~150 mm之間比較合理。
(2)在轉角處設置數(shù)量足夠扇形放射筋,長度不要太短,間距不宜大于100 mm,防止45 °角裂。
(3)合理布置樓板中穿線管的位置,可在梁或離梁剪力較小的部位設置。如遇到穿線管較密處,應在穿插線管上增加鋼筋網(wǎng)。
(4)屋面板的底筋與面筋都設置為直通筋,即是“雙層筋”設計,它能有效防止由于溫度應力產(chǎn)生的裂縫。
(5)普通樓板混凝土的強度等級不要大于C30,如考慮板的受力情況,建議增加板厚或板配筋率,滿足設計要求。
(1)選擇原材料:不要用早強水泥和細度大的水泥,水泥中的礦物C3A含量小于10%,這樣可減緩水泥漿體的收縮速度和減少收縮量。采用一級或二級粉煤灰作混凝土的摻合料,砂石顆粒級配要良好,含泥量和泥塊含量符合標準要求,這樣會減少混凝土中的漿體量,使混凝土的收縮值降低。
(2)優(yōu)化混凝土配合比設計:根據(jù)工程所處條件,選擇原材料,對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進行優(yōu)化設計。在滿足混凝土的工作性能的條件下,盡量降低砂率,使粗骨料含量增大,在相同的條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較小,而且由于粗骨料對收縮的約束作用,可減少開裂的可能。在進行配合比設計時,應在滿足強度要求的前提下,選擇最佳的水泥量,選用水化熱和收縮小的水泥可有效減少混凝土的裂縫。
(3)混凝土生產(chǎn)過程質量控制:①嚴把原材料入庫質量關,各種原材料質量要符合要求。②攪拌設備的計量要準確,骨料誤差為±2%,粉料與外加劑在 1%以內。③根據(jù)不同時段生產(chǎn)用砂的粗細,水泥、摻合料與外加劑的相適應性,以及其他原材料的變化,分時段抽取混凝土檢測表觀質量,及時調整合適的生產(chǎn)配合比。④嚴格控制混凝土的水灰比,入?;炷恋奶涠瓤刂圃谠O計值范圍內,因為混凝土中用水量越大,坍落度越大,則收縮就越大。
(1)澆筑混凝土前檢查模板的剛度是否滿足要求,特別是用木桿(私人建房)作底支撐的模板安裝一定要穩(wěn)固,因為混凝土初凝后,這時混凝土的強度非常小,如模板下沉變形時樓板就會被拉裂。
(2)充分淋濕模板后再澆筑混凝土,防止模板吸水過大,引起混凝土起皮、開裂。
(3)嚴格控制混凝土的入模坍落度。工人為了片面追求施工方便,往往使混凝土的出機坍落度比設計增大很多,甚至往混凝土(特別是商品混凝土)任意加水,澆筑后的混凝土表面有很厚稀漿層,其內部疏松,沉陷量增加,混凝土收縮增大。
(4)采用二次振搗、二次抹面工藝。施工時具體作法是:第一次振搗,混凝土入模后采用插入式振搗器,振搗梁內混凝土至板底,然后用平板式振搗器在板面上成排搭接,依次振搗找平;第二次振搗,根據(jù)現(xiàn)場測出混凝土澆筑后坍落度損失到30~50 mm的時間,用平板振搗器按第一次振搗的順序進行第二次振搗,其意是待混凝土沉縮一階段后,通過第二次振搗,混凝土中的游離水易泌出表面,消除其塑性裂紋,混凝土更加密實;第一次抹面在第二次振搗后,用刮杠將板面混凝土找平,然后用木抹子抹面;在混凝土終凝前即用手指按稍軟時進行第二次抹面,第二次抹面人工用木抹子施加一定的壓力螺旋方向搓壓,或用磨漿機裝上磨盤進行機械抹壓,使出現(xiàn)的塑性裂縫愈合。通過以上方法可有效消除混凝土裂縫。
在二次抹面后,立即在樓板表面加蓋塑料薄膜或濕麻布,采取保溫、保濕措施,預防日曬、大風、濕度小等因素造成混凝土表面失水以及表面溫差產(chǎn)生干縮裂縫。對摻入UEA類微膨脹劑的混凝土,在硬化初期,使其處于潮濕狀態(tài)養(yǎng)護,使膨脹劑充分發(fā)揮膨脹作用,可有效補償因混凝土收縮而產(chǎn)生的干縮裂縫。如微膨脹混凝土樓板不及時覆蓋保濕養(yǎng)護,更易產(chǎn)生裂縫。在混凝土終凝以后即開始進行澆水養(yǎng)護,澆水的次數(shù)以能保持混凝土表面濕潤為宜,養(yǎng)護時間應不小于14 d,強度等級越高的混凝土保養(yǎng)時間應適當延長。
混凝土養(yǎng)護幼齡時期(常溫下1~3 d)應防止腳手架、鋼筋、模具等過早集中堆放在樓板上,特別是防止上述荷載沖擊振動混凝土及模板支撐,造成混凝土產(chǎn)生隱患和裂縫。按《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》規(guī)定,已澆混凝土強度未達到1.2 N/mm2以前不得在其上踐踏或安裝模板及支架。
預防與抑制混凝土板面裂縫是一項綜合性工作,雖然不可能杜絕樓板裂縫產(chǎn)生,但完全可以采取措施減少裂縫的出現(xiàn)。我認為,首先混凝土的規(guī)范施工保養(yǎng)是關鍵,其次是嚴格控制混凝土質量、合理設計等方面措施相結合,現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫將有望得到控制。