現(xiàn)澆混凝土板裂縫的原因及預防措施

2007/11/16 00:00 來源:中國建材商務網(wǎng)

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  近年來,隨著預拌混凝土及泵送技術的迅速普及,現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構大量涌現(xiàn),建筑物的整體性和抗震性等性能也大為改善,但是隨之而來的現(xiàn)澆混凝土板裂縫等問題也日益突出。誠然,混凝土是一種非均質材料,其自身的收縮和徐變及溫度應力等引起的裂縫問題是不可避免的。盡管其中的一些裂縫在允許范圍之內,不會影響到建筑物的質量,但是,裂縫往往是結構將要破壞的前兆。因此,裂縫一旦出現(xiàn),便會給人以不安全感,便會得不到消費者的認同。如何才能盡量減少和避免裂縫的產(chǎn)生呢?本人從設計、材料和施工等3個方面,淺談一點自己的看法。

  設計方面1.現(xiàn)行設計偏重于混凝土的強度,對溫差和混凝土的非均質及收縮、徐變特性等多種因素綜合考慮不足。

  2.結構受力假設與實際受力情況不符,必然會產(chǎn)生不均勻沉降。

  3.結構(特別是高層)柱網(wǎng)密,豎性剛性大,而現(xiàn)澆板跨度大,厚度偏小,剛度小,易產(chǎn)生應力集中。

  4.配筋方案不佳,采用單層鋼筋或鋼筋間距較大,未考慮其他因素。

  5.伸縮縫、后澆帶等設置不合理。

  6.預埋管線直徑過大或疊放數(shù)量過多,造成現(xiàn)澆板面局部混凝土有效截面厚度偏小。

  7.混凝土強度等級過高等。

  材料方面1.混凝土顆粒的級配情況。

  混凝土顆粒的級配包括粗集料、細集料等大顆粒的級配和水泥、摻合料等小顆粒的級配。若混凝土顆粒的級配不佳,則會造成其空隙率偏大,游離水增多,密實度下降,和易性差,強度降低,極易產(chǎn)生不均勻沉降裂縫。

  主要預防措施是追求混凝土顆粒的最佳級配。例如:追求最佳砂率;追求最佳的摻合料及摻量等等。這樣可降低水泥用量和水化熱。

  2.混凝土的有害物質含量情況。

  如砂、石的含泥量、石粉含量等,水泥和摻合料中的游離氧化鈣、三氧化硫等。若混凝土的有害物質含量高,則極易產(chǎn)生裂縫。

  主要預防措施是追求混凝土最低的有害物質含量。例如:選擇含泥量或石粉含量低的砂、石。特別是最低的堿含量和氯離子含量。選擇游離氧化鈣含量低(即安定性合格)的水泥。選擇三氧化硫含量低、穩(wěn)定性好的摻合料等等。

  3.外加劑的選擇使用情況。

  若外加劑的選擇使用不當,則極易產(chǎn)生裂縫。

  主要預防措施是:摻加與水泥適應性良好、凝結時間正常、改善效果明顯的外加劑。如改善混凝土拌合物的和易性,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。微膨脹、抗裂縫等效果良好等等。

  4.混凝土拌和物的勻質性。

  混凝土拌合物的勻質性差,特別是水泥、緩凝劑的不均勻等,則會造成混凝土凝結時間的不一致,即混凝土強度的不一致而形成裂縫。

  主要預防措施是追求混凝土拌合物的勻質性。例如:攪拌均勻、延長攪拌時間等等。

  通過改善混凝土的材料及配合比設計,在一定程度上可以減少混凝土自身因素所造成的沉降裂縫、塑性收縮裂縫和溫度應力裂縫等。

  施工方面1.地基土質不勻、松軟,或回填土不實、浸水,或者模板剛度不足,支撐間距過大或支撐底部松動等,導致混凝土在澆筑過程中或澆筑后產(chǎn)生變形,從而使混凝土在早期硬化過程中即被拉裂。

  主要預防措施是對地基進行夯實加固。保證模板有足夠的剛度,且支撐牢固。防止混凝土澆筑過程中或澆筑后地基被水浸泡等等。

  2.混凝土澆筑過程中施工人員行走頻繁,任意踐踏鋼筋,導致上層鋼筋彎曲或下沉,尤其是不注意保護負彎矩鋼筋,降低了保護層的有效高度,造成現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫。

  主要預防措施是加強對鋼筋的保護意識。在混凝土澆筑前或澆筑過程中及時整修變形鋼筋,要保證四周陽角處、預埋線管處、大跨度房間處的鋼筋間距、保護層厚度等。在混凝土澆筑時,鋪設臨時性活動跳板等等。

  3.混凝土振搗不均勻。若混凝土過振,則粗骨料下沉,表面泌水而形成縱向體積縮小沉落,造成表面水泥砂漿層易產(chǎn)生縱向收縮裂縫。若混凝土漏振、欠振,則易產(chǎn)生橫向收縮裂縫。其次,水泥砂漿層中的氫氧化鈣會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致現(xiàn)澆板面龜裂。

  主要預防措施是振搗要密實,必須用振動棒。要均勻振搗,既不要漏振、欠振,也不要過振。振搗時間宜為10~15秒。臨近初凝時,必須用平板振動器對表面混凝土進行二次振搗。然后用木抹找平、抹面。在此要強調的是,現(xiàn)澆混凝土板的諸多裂縫,都可以在裂縫的初、中期通過表面修整以降到最小程度。

  4.混凝土養(yǎng)護不到位。這是造成現(xiàn)澆混凝土板裂縫的主要原因。由于高溫、大風會使混凝土表面失水過快,造成混凝土的體積急劇收縮,而這種收縮又受到模板、骨料等的約束而引起拉應力,此時因混凝土本身的抗拉強度很低,故混凝土在這種塑性收縮作用下極易產(chǎn)生裂縫。

  主要預防措施是加強對混凝土的養(yǎng)護,特別是早期階段的養(yǎng)護。必須及時用塑料薄膜進行覆蓋。終凝后,必須及時澆水保養(yǎng),保濕養(yǎng)護7天~14天。(當日平均氣溫低于5攝氏度時,嚴禁澆水?;炷帘砻娌槐銤菜蚴褂盟芰喜紩r,宜涂刷養(yǎng)護劑)。

  5.現(xiàn)澆板面過早承受荷載?!痘炷两Y構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204-2002規(guī)定:混凝土強度達到1.2兆帕前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。但實際上大部分項目為了搶工期,在混凝土強度未達到1.2兆帕時,便開始進行吊裝材料、砌磚等作業(yè),人為造成了現(xiàn)澆板面裂縫。

  主要預防措施是嚴格按照操作程序施工。杜絕過早上荷載和過早拆模板。

  總之,通過設計、材料和施工等3個方面的嚴格要求與改善,現(xiàn)澆混凝土板的裂縫是可以減少和避免的。

  Mehta(美特)整體論模型是:一個不透水但存在微裂縫且多孔的混凝土→經(jīng)侵蝕冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)→混凝土結構微裂縫增加、相連→水的滲入,有害物質侵蝕→混凝土膨脹、鋼筋銹蝕、堿骨料反應、水結冰、硫酸鹽侵蝕使混凝土強度和剛度降低→開裂破壞與整體性喪失。

  模型清楚地表明:混凝土的不透水性是任何物理、化學破壞過程中的第一道防線。因此,通過設計、材料和施工等3個方面的嚴格要求與改善,不僅可以減少和避免混凝土的裂縫,而且對混凝土的可持續(xù)發(fā)展,即節(jié)約利用混凝土原材料、提高混凝土結構耐久性有著非常重要的意義。

 
原作者: 安立俊 王勇斌   

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