摘要:在我國建筑行業(yè)中,質(zhì)量缺陷難所避免,其中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象頻頻出現(xiàn),引起人們關(guān)注。本人結(jié)合工作實(shí)踐,從設(shè)計(jì)及施工等多個(gè)方面對混結(jié)構(gòu)的裂縫的成因進(jìn)行分析及控制,以避免裂縫的出現(xiàn)或把裂縫控制在許可的范圍之內(nèi)。
關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫;成因;控制措施
1、裂縫的成因分析
裂縫的形成有外荷載、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型差異、材料的收縮(主要為的混凝土收縮、溫度變形)等原因造成。從技術(shù)角度來分析,主要反映如下:
1.1 從設(shè)計(jì)方面看
1.1.1 樓板剛度不足
設(shè)計(jì)按多跨連續(xù)板進(jìn)行配筋計(jì)算,側(cè)重于滿足結(jié)構(gòu)安全,較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素,樓板高跨比僅為1/33.6—1/35,其剛度較小對裂縫控制很不利。
1.1.2 樓板構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)不周
設(shè)計(jì)在支座處按常規(guī)配設(shè)負(fù)筋,在中部板面不配鋼筋,當(dāng)板面出現(xiàn)溫度變形和混凝土收縮,因無構(gòu)造鋼筋約束,板面即出現(xiàn)裂縫。
1.1.3 樓板內(nèi)布線欠合理
由于水電施工圖由各專業(yè)設(shè)計(jì),實(shí)際施工中出現(xiàn)水電管交叉疊放,或由于設(shè)計(jì)考慮管內(nèi)容線面積,部分預(yù)埋管徑≥D25;且設(shè)計(jì)管線位置在樓板跨中,即在單層雙向配筋處,樓板有效截面受到很大程度(15%~400/0)削弱,成為樓板最易開裂的部位;當(dāng)樓板收縮應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),即出現(xiàn)沿管線表面呈直線狀的裂縫。
1.1.4 從房屋的空間結(jié)構(gòu)來看
剪力墻剛度大,約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形,而梁剛度又較板剛度大,因各類因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上,造成這塊板開裂。
1.2 從施工方面看
1.2.1 水電預(yù)埋管施工時(shí)在板內(nèi)位置欠合理
管位置過高或過低;位置過高時(shí),極易在板面出現(xiàn)因混凝土硬化收縮產(chǎn)生的裂縫,也易在維修裂縫或室內(nèi)裝修時(shí)損壞管線;兩根管線并行布置時(shí),管線間距過小甚至并攏,更易因管線集中而產(chǎn)生裂縫。
1.2.2 空載養(yǎng)護(hù)期不足
從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放,平均空載養(yǎng)護(hù)期僅為一天半,人為因素過早地震動、荷載造成樓板幼齡混凝土內(nèi)部受損開裂。且施工中用塔吊吊運(yùn)的鋼管、鋼筋等周轉(zhuǎn)材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預(yù)埋管線部位。
1.3 從材料方面看
商品混凝土其收縮變形值為同標(biāo)號普通混凝土的1,2~1,3倍,且商品混凝土單方用水量過大(200Kg),其中部分水在振搗時(shí)被游離出來,部分水與水泥結(jié)合成凝膠,相當(dāng)大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中,成為混凝土干縮的隱患。
1.3.1外界氣溫變化的影響
外界氣溫變化,也會引起混凝土內(nèi)部溫度變化。混凝土溫度應(yīng)力是由水泥水化熱溫度、澆筑溫度和外界氣溫變化共同引起的。
1.3.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)原因
設(shè)計(jì)中水泥等級或品種選用不當(dāng);配合比中水灰比(水膠比)過大;單方水泥用量越大、用水量越高;表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大;收縮越大;配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差,導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良,增加收縮值;配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。
1.3.3 施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)原因
①現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
②拌和不均勻(特別是摻用摻合料的混凝土),攪拌時(shí)間不足或過長,拌和后到澆筑時(shí)間間隔過長,易產(chǎn)生裂縫。
③連續(xù)澆筑時(shí)間過長,接縫處理不當(dāng),易產(chǎn)生裂縫。
④高空澆筑混凝土,風(fēng)速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。
⑤大體積混凝土澆注,對水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
⑥現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
⑦現(xiàn)場模板拆除不當(dāng),引起拆模裂縫或拆模過早。
⑧現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。
這些因素都會造成砼較大的收縮,產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫,致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展,形成宏觀裂縫。
1.3.4 使用原因(外界因素)
①構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降,產(chǎn)生沉降裂縫。
②野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
③周圍環(huán)境影響,酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕,引起裂縫。
④意外事件,火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。
⑤使用中短期或長期超載。
⑥結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過大。
2、裂縫的控制措施
2.1 裂縫的預(yù)防措施
2.1.1設(shè)計(jì)措施
①增配構(gòu)造筋提高抗裂性能,配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3~0.5%之間。②避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,在應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。③在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。④在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征,合理設(shè)置后澆縫,在正常施工條件下,后澆縫間距20~30m.保留時(shí)間一般不小于60d。
2.1.2 施工措施
①嚴(yán)格控制混凝土原材料的的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),選用低水化熱水泥,粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1~1.5%以下)。②分析砼集料的配比,控制混凝土的水灰比,減少砼的坍落度,合理摻加塑化劑和減少劑。③澆筑時(shí)最大限度降低砼的初凝溫度,混凝土泵送時(shí),在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。④根據(jù)工程特點(diǎn),可以利用砼后期強(qiáng)度,這樣可以減少用水量,減少水化熱和收縮。⑤加強(qiáng)砼的澆灌振搗,提高密實(shí)度。⑥根據(jù)具體工程特點(diǎn),采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。
2.2 裂縫的控制
2.2.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)控制
梁板砼強(qiáng)度等級不宜大于C30;樓板應(yīng)雙層雙向配筋,屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強(qiáng);樓板內(nèi)管線應(yīng)避免出現(xiàn)交叉(將交叉部位設(shè)置在梁或墻上);控制管線直徑,使其不超過板厚的20%且≤D25;
2.2.2 加強(qiáng)施工控制
采取有效固定措施使預(yù)埋管布置在板中部;延長空載養(yǎng)護(hù)時(shí)間,減少早期荷載裂縫;控制施工期間及施工工后的門窗洞口風(fēng)速,減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對結(jié)構(gòu)的影響。
2.2.3加強(qiáng)溫度控制
澆筑大體積砼時(shí)應(yīng)選擇較適宜的氣溫,盡量避開炎熱天氣澆筑。夏季可采用溫度較低的地下水?dāng)嚢杌炷?,或在砼拌和水中加入冰塊, 同時(shí)對骨料進(jìn)行遮陽、灑水降溫,在運(yùn)輸及澆筑過程中也采用遮陽保護(hù)、灑水降溫等措施,以降低砼拌和物的入模溫度,在砼入模時(shí),還可以采取強(qiáng)制通風(fēng)措施,加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。
2.2.4加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)包括濕度和溫度兩個(gè)方面。結(jié)構(gòu)表層砼的抗裂性和耐久性在很大程度上取決于施工養(yǎng)護(hù)過程中的溫度和濕度養(yǎng)護(hù)。
2.2.5材料的替換和外加劑的控制
通過商品混凝土生產(chǎn)級配中材料的替換和外加劑的合理使用,降低商品砼的水泥和水用量;配比中添加聚丙烯纖維,可有效減少早期收縮裂縫。
3、結(jié)語
混凝土裂縫控制是一個(gè)綜合性的問題,是混凝土結(jié)構(gòu)中一種普遍的現(xiàn)象,裂縫的出現(xiàn)不僅會影響到建筑物的美觀、結(jié)構(gòu)的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕,加速砼的碳化,降低砼的使用耐久性。因此我們要通過上述方法盡量避免裂縫的出現(xiàn),當(dāng)砼裂縫出現(xiàn)時(shí),要根據(jù)工程具有一定的使用性區(qū)別及地域性差異,具體問題具體分析,揭露本質(zhì),有針對性的采取措施,才能使砼裂縫控制在質(zhì)量允許的范圍內(nèi),消除安全隱患;
參考文獻(xiàn):
[1] 王鐵夢,工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1997.8.18-19