淺析混凝土屋面裂縫成因及防治措施
屋面裂縫很容易引起屋面滲漏,影響房屋的使用功能,從而引起建設(shè)及使用單位的投訴,對(duì)施工單位的聲譽(yù)影響較大。再加上屋面滲漏維修處理很麻煩,所以在施工中必須采取有針對(duì)性的預(yù)防措施,嚴(yán)格控制裂縫的產(chǎn)生。在裂縫產(chǎn)生后,要及時(shí)治理,把危害減小到最低限度?,F(xiàn)結(jié)合本人施工寶雞文理學(xué)院綜合教學(xué)樓,西北農(nóng)林科技大學(xué)圖書館、寶雞市代家灣6#商務(wù)樓等工程的施工經(jīng)驗(yàn),及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程綜合分析裂縫形成的原因并提出預(yù)防和治理裂縫的措施。
一、混凝土屋面裂縫產(chǎn)生的原因
1、材料方面
水泥品種和標(biāo)號(hào)的選擇很重要,混凝土的干燥收縮與此有關(guān)。火山灰硅酸鹽水泥因干縮變化很大,吸水性也大,用來澆筑處于干燥環(huán)境的屋面板容易產(chǎn)生裂縫,不宜采用。如所用的水泥標(biāo)號(hào)低,也會(huì)使水泥因強(qiáng)度低而出現(xiàn)破壞裂縫。
此外混凝土組成中的水泥、外加劑、摻合料和水中的可溶性堿(鉀、鈉)溶于混凝土孔隙液中,與骨料中能與堿反應(yīng)的活性成分,在混凝土硬化后逐漸發(fā)生一種化學(xué)反應(yīng),這種反應(yīng)生成物吸水膨脹,使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土開裂或上拱等破壞,這類危害在大體積混凝土中尤其嚴(yán)重。
2、結(jié)構(gòu)與變形方面
混凝土屋面板的裂縫,從結(jié)構(gòu)和變形方面分析,是結(jié)構(gòu)首先要變形,當(dāng)變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)引起裂縫,裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足或部分滿足,應(yīng)力就發(fā)生松弛。這種裂縫比較普遍,這些變形包括如下幾種:
?。?)化學(xué)收縮。由于水泥水化生成物體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小,從而引起混凝土收縮。其收縮量早期較大,其后逐漸減少直至穩(wěn)定。這種收縮不可恢復(fù),對(duì)結(jié)構(gòu)沒有破壞作用,但在混凝土內(nèi)部可產(chǎn)生微細(xì)裂縫。
?。?)溫度變形。混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),溫度變形對(duì)大體積混凝土很不利,但對(duì)混凝土屋面板來說,溫度除了在澆搗過程中有影響外,在澆筑后的養(yǎng)護(hù)期和使用期都有影響。
?。?)沉陷變形?;炷翝仓笠虻鼗芰Σ痪?,產(chǎn)生不均勻下沉,造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中,首先梁柱位移、變形,引起混凝土屋面板出現(xiàn)裂縫。
3、施工方面
(1)混凝土施工中過分振搗,模板、墊層過于干燥?;炷翝仓駬v后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)滲水而形成表面砂漿層,比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之前灑水不足,過于干燥則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫。
?。?)混凝土澆搗后過分抹平壓光。過度的抹平壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。
?。?)鋼筋、模板工程施工的影響?,F(xiàn)代住宅因其智能化要求的提高,管線的暗埋比較常見。但由于管線過多,使鋼筋與混凝土的粘結(jié)度降低,從而造成現(xiàn)澆樓板在混凝土成型后應(yīng)力不均,呈現(xiàn)一些細(xì)小的不規(guī)則裂縫。
(4)養(yǎng)護(hù)工作不到位。養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也是造成現(xiàn)澆混凝土板裂縫的主要原因。過早養(yǎng)護(hù)會(huì)影響混凝土的膠結(jié)能力。過遲養(yǎng)護(hù)由于受風(fēng)吹日曬,混凝土板表面游離水分蒸發(fā)過快,水泥缺乏必要的水化水,而產(chǎn)生急劇的體積收縮,此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度低,不能抵抗這種應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。特別是夏、冬兩季,因晝夜溫度大,養(yǎng)護(hù)不當(dāng)最易產(chǎn)生溫差裂縫。
二、混凝土屋面裂縫防治措施
1、預(yù)防措施
大部分混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是由于變形作用引起的,而變形作用包括溫度、濕度及不均勻沉降等,所以應(yīng)從各個(gè)方面綜合考慮,把好可能對(duì)其發(fā)生影響的各個(gè)環(huán)節(jié),可以從以下幾個(gè)方面著手:
?。?)嚴(yán)格控制原材料?;炷猎牧系倪x擇應(yīng)該嚴(yán)格按照質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行,禁止不合格的原材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。應(yīng)使用含泥量盡可能低的集料。在混凝土中摻加混凝土膨脹劑,在獲得良好養(yǎng)護(hù)的條件下,能減少混凝土的裂縫。
(2)優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比。根據(jù)工程所處條件,對(duì)砂率、水灰比、水泥用量及摻和料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇最優(yōu)方案?;炷恋母稍锸湛s隨砂率的增大而增大。對(duì)泵送混凝土來說,過高的砂率不僅不能增加混凝土的泵送性能,反而由于混凝土變得粘稠其內(nèi)摩擦阻力的增大導(dǎo)致混凝土的擴(kuò)展性能下降,流動(dòng)性也下降;同時(shí)在結(jié)構(gòu)表層也容易產(chǎn)生較厚的砂漿層,這對(duì)混凝土的抗裂是不利的,所以用于頂板的預(yù)拌混凝土,其砂率應(yīng)根據(jù)泵送高度、泵程以及混凝土標(biāo)號(hào)等條件考慮。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿足強(qiáng)度要求的前提下,選擇最佳的水泥用量,選用水化熱和收縮小的水泥,可有效地減少混凝土的裂縫。
?。?)合理選用配筋。鋼筋將約束混凝土的塑性變形,從而分擔(dān)混凝土的內(nèi)應(yīng)力,推遲混凝土裂縫的出現(xiàn),提高了混凝土的極限拉伸。增加鋼筋數(shù)量會(huì)減少收縮,但會(huì)增加混凝土的拉應(yīng)力,如果鋼筋很多,約束可能會(huì)很大,也足以引起混凝土開裂。所以,配筋應(yīng)盡可能采用小直徑,小間距設(shè)計(jì)。提高混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提高材料的抗裂性能,但減小鋼筋直徑、加密間距要比提高含鋼率效果明顯一些。
?。?)適度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。不同的養(yǎng)護(hù)可使結(jié)構(gòu)的抗裂能力成倍地變化,不當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)會(huì)造成強(qiáng)度損失,充分的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土不致裂縫的必要條件。梁板結(jié)構(gòu)由于暴露面積較大,良好的供濕養(yǎng)護(hù)是非常重要的。對(duì)養(yǎng)護(hù)不良的混凝土梁板結(jié)構(gòu),除會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度之外,還會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生表面裂縫。
2、治理措施
對(duì)混凝土屋面板已出現(xiàn)的裂縫,應(yīng)根據(jù)裂縫的特點(diǎn)采取相應(yīng)的補(bǔ)修方法:
?。?)涂刷法。一般僅用于表面發(fā)絲裂縫(寬度0.05mm),且數(shù)量不多的情況。事前應(yīng)用水沖刷干凈,預(yù)先干燥,涂刷油漆、瀝清、環(huán)氧樹脂等,或在濕潤時(shí)涂刷水泥漿。對(duì)寬度不大于0.1mm的裂縫,由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫酸鋁鈣等類物質(zhì),碳化作用能使裂縫自行愈合,在不影響當(dāng)前使用的情況下,也可不處理或只進(jìn)行表面處理。
?。?)涂抹法。局部出現(xiàn)較多裂縫而且面積較小,可用1:1~1:2的水泥砂漿分2~3層涂抹,總厚為l0~20mm,表面壓光。如有滲水現(xiàn)象,可用2mm厚水泥凈漿和4~5mm厚l:2水泥砂漿交替抹壓4~5層,涂抹3~4h后進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。在抹砂漿之前,必須用鋼絲和加壓水把基層沖刷干凈。
(3)鑿補(bǔ)法。出現(xiàn)少量的裂縫,且寬度較大時(shí),可沿裂縫鑿成V型槽,槽口寬度5~6mm,并用清水洗刷干凈,然后補(bǔ)上環(huán)氧樹脂膠泥或環(huán)氧水泥砂漿、普通水泥砂漿,最后用1:2.5水泥砂漿抹平壓光,抹面稍高于板面。
?。?)網(wǎng)補(bǔ)法。對(duì)較大面積出現(xiàn)的裂縫,除較大裂縫先按第3點(diǎn)處理外,在層面設(shè)置細(xì)石混凝土防水層,厚度不應(yīng)少于40mm,并應(yīng)配置雙向鋼筋網(wǎng)片,鋼筋網(wǎng)片在分隔縫處應(yīng)斷開,其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于lOmm,分隔縫內(nèi)應(yīng)嵌填密封材料。
以上的分析和預(yù)防措施,取得了良好的效果,未發(fā)生用戶投訴的質(zhì)量問題,贏得了建設(shè)單位及社會(huì)的好評(píng),寶雞文理學(xué)院綜合教學(xué)樓被評(píng)為“寶雞市優(yōu)質(zhì)工程”、寶雞市代家灣6#商務(wù)樓評(píng)為陜西省優(yōu)質(zhì)工程“長安杯” 陜建集團(tuán)優(yōu)質(zhì)工程“華山杯”、略陽天津職教中心評(píng)為陜西省優(yōu)質(zhì)工程“長安杯”,漢中市優(yōu)質(zhì)工程“天漢杯”,為企業(yè)贏得了榮譽(yù),樹立了良好的社會(huì)形象。
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