论文部分内容阅读
摘要:本文分析了使用泵送混凝土初始阶段收缩裂缝多发的主要原因,指出控制收缩裂缝,应从配合比、布筋、施工工藝、湿养护质量、后期保护等多方面综合考虑。
前言
南方一些中小城市,混凝土搅拌站日渐增多。预拌混凝土的使用对保证混凝土质量和建筑质量,提高工效和缩短工期,促进文明施工和建筑水平的提高,减轻施工污染和保护生态环境,都起了积极的推动作用。
泵送混凝土使用初期,收缩裂缝发生率高,并且比较集中。据了解,不少地方情况类似。这一现象,引起人们的普遍关注。
为满足泵送要求,泵送混凝土水泥用量、砂浆量比普通混凝土高,因而其收缩比普通混凝土大。习惯于普通混凝土施工的人们,一开始并未适应泵送混凝土的这些特性,不少硬化混凝土楼面产生收缩裂缝,影响了用户的使用心理,由此引发的裂缝纠纷时有发生。及时使这些裂缝得到控制,对于提高人们泵送混凝土的认识,增强对预拌混凝土的信心,加速散装水泥的进一步推广,有重要意义。
我们对泵送混凝土收缩裂缝产生的原因,作了比较细致的调查分析,提出控制措施。以一年多的工程实践,收缩裂缝得到有效控制,硬化混凝土质量明显提高,取得了良好的效果。
1、泵送混凝土使用初期,楼板收缩裂缝多发的特点:
1.1混凝土浇筑时,高温季节和干燥气候环境,裂缝出现较多;多雨潮湿天气,裂缝较少。
1.2只作一次抹平工艺,裂缝出现较多;实施二次抹压工艺,裂缝较少。
1.3混凝土浇筑后无人在现场保养,裂缝出现较多;有专人在现场保养,裂缝较少。
1.4混凝土凝结前后开裂,裂缝数量较多;硬化以后开裂,数量较少。
1.5混凝土凝结前出现塑性收缩裂缝,多呈网状结构,没有一定规律。高温季节,混凝土失水快,如果不及时将裂缝抹合保温,裂缝将发展很快,极易贯通。贯通时裂缝宽度可达2-3mm。
1.6混凝土硬化前后开裂,大约先从板面中间或负筋末端处开裂,然后向两端延伸,形成主裂缝,继续收缩时,主裂缝扩展,横向或纵向贯通两梁间板面。此时,主裂缝亦多为上下面贯通。
1.7有些墙角或阳台角出现45°弧形裂缝。
1.8有些套间的客厅和主房间的板面没有开裂,而在较小隔间,如厨房、厕所的板面中间出现单一横断裂缝,这种裂缝多发生在硬化后期。
1.9收缩裂缝起于表面,由表及里扩展。上下贯通时,上下面的裂缝宽度基本一致。这是收缩裂缝区别于结构裂缝的基本特点。
1.10主裂缝宽度最大的一段,往往是初始裂缝和发源地。
2、泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发原因分析。
混凝土收缩开裂的原因很多,单方混凝土用水量高,水泥砂浆量大,砂石含泥量多,环境温度度、空气干燥致使用混凝土失水快,昼夜温差大,混凝土施工工艺不良,保温不及时,润湿时间短,布筋不合理,等等,都可能是导致混凝土收缩开裂的原因。
根据工程实际中收缩裂缝相对集中的客观事实,认为理论上影响收缩开裂的诸多因素中, 有观点认为,坍落度大是收缩裂缝多发的主要原因。
在材料相同、混凝土强度等级相同的情况下,坍落度越大,单方混凝土的水用量和水泥用量必定越大,因而其收缩也越大;配合比相同时,坍落度大,则用水量和水灰比都增大,收缩也会增加。因此,理论分析认为,收缩会随坍落度的增加而增加。
表1.使用泵送混凝土第一年,浇筑的部分楼板收缩开裂情况调查表
坍落度16cm楼板10块 坍落度20cm楼板8块 一次抹平工艺楼板5块 二次抹压保湿工艺楼板5块
裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂
4 6 3 5 4 1 0 5
但是,工程实际中,却存在与上述理论相悖的现象:①某楼板约370m²,开始浇筑的约90 m²坍落度为21cm,其余为16 cm,该楼板开裂不在坍落度大的部分,而在坍落度小的部分;②调查结果显示,坍落度在15-20 cm范围内(我市楼面梁板用泵送混凝土坍落度一般在这个范围),没有看出坍落度大对收缩开裂的明显影响(表1);③有些施工队要求较低的坍落度,原因是担心坍落度大引发收缩裂缝,但收缩开裂仍然不断;某施工队一直要求20-22cm的大坍落度,但该工程队竣工的几幢楼房,始终没有发现一条可见的收缩裂缝。
上述现象并不能说明“坍落度大,收缩也大”的说法不正确。混凝土是否开裂,不是坍落度大小单因素决定,而是收缩与反收缩多因素综合作用的结果。但是,透过上述现象,可以看出,坍落度大小,不是泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发的主要原因。那么,是什么因素导致泵送混凝土使用初期较高的收缩裂缝发生率呢?
收缩裂缝发生的差异性引起了我们的注意;有些楼房裂得较多,几乎每层楼板都裂;有些楼房较少,开裂层数少,裂缝数量也少;有些则没有。这此楼房建在同一年,季节也差不多,有时同一天同一配合比不同楼房(不同施工队)的两块楼板,一块裂,一块不裂。
又调查了混凝土浇筑日期基本相同的10块楼板,其配合比相同,坍落度相同,气候环境条件都基本相同。其中4块因收缩开裂,6块不裂(表1)。
这10块板中,5块采用一次抹平工艺,另5块采用二次抹压工艺。一次抹平工艺,即混凝土浇筑、振动密实后,立即用长木抹子刮平抹光,浇筑工作便完成。待混凝土表面干硬后(一般是第二天)再淋水保养。以前现场搅拌的普通混凝土施工,多用这种方法。
二次抹压工艺,即在一次抹平基础上,待混凝土变稠,以脚踩脚印深大约3-5mm时,用铁碾子在混凝土表现反复来回碾压,再用铁抹子收面。二次抹压后立即对混凝土充分保湿。值得注意的是,这10块楼板中,采用二次抹压工艺的5块,没有一块发现收缩裂缝;而采用一次抹平工艺的5块中,有4块开裂,未发现裂缝的那一块,浇筑前后几天都正值雨季,雨水频繁,空气湿度很大。
根据这一现象,综合上面分析,可以推断,推广使用泵送混凝土初期,之所以出现较多的收缩裂缝,是因为人们对泵送混凝土特性尚缺乏充分认识,施工工艺和养护质量都未能跟上的缘故。
在高温、干燥或大风的季节,混凝土表面失水很快,失水速度大于混凝土内部自由水向上迁移的速度,从而使已浇筑的混凝土形成由表及里的湿度梯度。温度越高,失水速度越快,混凝土的湿度梯度越大,表面的收缩应力也越大。这时混凝土尚未凝结或处在硬化初期,没有强度或初始强度很低,不足以抵抗收缩产生的应力,混凝土表面因此开裂。
在一般的气候条件下,混凝土表面失水虽然较慢,但如果长时间暴露在大气中,得不到必要的水份补充(湿养护不够),混凝土表面也会因为失水过多,收缩应力过大而开裂。不过,这时裂缝条数可能较少,裂缝较细,肉眼甚至不易发现。尽管如此,裂缝也有上下面贯通的可能,只有在板面注水检查时,才被发现。
3、控制收缩裂缝的措施
3.1混凝土配合比设计,在保证泵送施工性能的前提下,尽量减少单方混凝土的用水量,减少水泥用量。混凝土用砂,采用细度模数2.5-2.9的中砂,只要泵送顺畅,砂率低些为好,对低强度等级的混凝土(≤C30),石子粒径可适当大些,要示级配良好,建议用5-40mm连续粒级。
3.2结构设计,布筋应充分考虑混凝土抗裂的要求。在变截面等比较容易开裂的部位,应适当增加构造钢筋;在屋面层,最好布置双层钢筋网,以提高抵抗反复温差变形的能力; 厨房、厕所等薄板小隔间,尽量采用小直径钢筋,增加布筋密度,以提高钢筋对混凝土收缩的抑制作用,提高其抗裂性。
3.3混凝土浇筑后,一定要适应振动密实,不得漏振,也不宜过振。漏振的混凝土不密实,抗干裂能力差;过振的混凝土,由于离析,石子下沉,浆体集中于表面,也容易产生干缩裂缝。
对楼板用泵送混凝土,最好采用二次振动工艺。混凝土浇筑时,用振动棒振实梁内混凝土,约过1-3h(视气候条件而定),待混凝土变稠(未初凝)后,再用平板振动器将楼面混凝土振实。二次振动的好处是避免坍落度大使平板振动器下沉,其次将两次振动的时间间隔内产生的裂缝愈合。
3.4要把握好二次抹压的适当时机。因此,混凝土浇筑完毕后一定留人在现场。要在裂缝不深,混凝土尚有较好塑性时抹压。二次抹压一定要使裂缝起到全部愈合的作用。有些施工队对此认识不足或现场无人观察,失去抹压的适当时机。由于裂缝较深,混凝土已开始变硬,抹压仅使裂缝表面闭合;有些不得已加水打抹,抹起的水泥浆将裂缝封闭,表面上看效果不错,实际上只起掩耳盗铃作用,混凝土内部裂缝必然重新开裂。
3.5湿养护一定要及时,湿养护开始的时间越早越好,不管采用何种湿养护方式,必须能“使混凝土经常处于湿润状态”为宜。
有些工地在混凝土浇筑后每天只淋3-5次水,是满足不了早期混凝土防裂要求的。在高温、干燥和大风的气候条件下,每淋一次水,混凝土保温时间大约只有半小时。因此,全天24h中,混凝土大部分时间都处于表面干燥状态,开裂是难免的。
3.6要重视混凝土的后期保护。湿养护结束以后,要及早采取措施,避免混凝土直接暴晒,尤其是屋面层。受暴晒的混凝土,由于昼夜温差的反复作用,容易引发收缩裂缝。
在混凝土配合比和布筋比较合理的前提下,控制收缩裂缝的关键是施工工艺和保养质量两方面。
4、结论
4.1 施工工艺不良和湿养护不周是泵送混凝土使用初期,楼板收缩裂缝多发的主要原因。实施二次抹压工艺和加强湿养护,使混凝土在湿养护期间经常处于湿润状态,收缩裂缝基本得到控制。
4.2为有效控制泵送混凝土因收缩引起的裂缝,应从减少配合比用水量,合理布筋,加强施工处理,保证湿养护质量和重视后期保护等多方面综合考虑。
前言
南方一些中小城市,混凝土搅拌站日渐增多。预拌混凝土的使用对保证混凝土质量和建筑质量,提高工效和缩短工期,促进文明施工和建筑水平的提高,减轻施工污染和保护生态环境,都起了积极的推动作用。
泵送混凝土使用初期,收缩裂缝发生率高,并且比较集中。据了解,不少地方情况类似。这一现象,引起人们的普遍关注。
为满足泵送要求,泵送混凝土水泥用量、砂浆量比普通混凝土高,因而其收缩比普通混凝土大。习惯于普通混凝土施工的人们,一开始并未适应泵送混凝土的这些特性,不少硬化混凝土楼面产生收缩裂缝,影响了用户的使用心理,由此引发的裂缝纠纷时有发生。及时使这些裂缝得到控制,对于提高人们泵送混凝土的认识,增强对预拌混凝土的信心,加速散装水泥的进一步推广,有重要意义。
我们对泵送混凝土收缩裂缝产生的原因,作了比较细致的调查分析,提出控制措施。以一年多的工程实践,收缩裂缝得到有效控制,硬化混凝土质量明显提高,取得了良好的效果。
1、泵送混凝土使用初期,楼板收缩裂缝多发的特点:
1.1混凝土浇筑时,高温季节和干燥气候环境,裂缝出现较多;多雨潮湿天气,裂缝较少。
1.2只作一次抹平工艺,裂缝出现较多;实施二次抹压工艺,裂缝较少。
1.3混凝土浇筑后无人在现场保养,裂缝出现较多;有专人在现场保养,裂缝较少。
1.4混凝土凝结前后开裂,裂缝数量较多;硬化以后开裂,数量较少。
1.5混凝土凝结前出现塑性收缩裂缝,多呈网状结构,没有一定规律。高温季节,混凝土失水快,如果不及时将裂缝抹合保温,裂缝将发展很快,极易贯通。贯通时裂缝宽度可达2-3mm。
1.6混凝土硬化前后开裂,大约先从板面中间或负筋末端处开裂,然后向两端延伸,形成主裂缝,继续收缩时,主裂缝扩展,横向或纵向贯通两梁间板面。此时,主裂缝亦多为上下面贯通。
1.7有些墙角或阳台角出现45°弧形裂缝。
1.8有些套间的客厅和主房间的板面没有开裂,而在较小隔间,如厨房、厕所的板面中间出现单一横断裂缝,这种裂缝多发生在硬化后期。
1.9收缩裂缝起于表面,由表及里扩展。上下贯通时,上下面的裂缝宽度基本一致。这是收缩裂缝区别于结构裂缝的基本特点。
1.10主裂缝宽度最大的一段,往往是初始裂缝和发源地。
2、泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发原因分析。
混凝土收缩开裂的原因很多,单方混凝土用水量高,水泥砂浆量大,砂石含泥量多,环境温度度、空气干燥致使用混凝土失水快,昼夜温差大,混凝土施工工艺不良,保温不及时,润湿时间短,布筋不合理,等等,都可能是导致混凝土收缩开裂的原因。
根据工程实际中收缩裂缝相对集中的客观事实,认为理论上影响收缩开裂的诸多因素中, 有观点认为,坍落度大是收缩裂缝多发的主要原因。
在材料相同、混凝土强度等级相同的情况下,坍落度越大,单方混凝土的水用量和水泥用量必定越大,因而其收缩也越大;配合比相同时,坍落度大,则用水量和水灰比都增大,收缩也会增加。因此,理论分析认为,收缩会随坍落度的增加而增加。
表1.使用泵送混凝土第一年,浇筑的部分楼板收缩开裂情况调查表
坍落度16cm楼板10块 坍落度20cm楼板8块 一次抹平工艺楼板5块 二次抹压保湿工艺楼板5块
裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂
4 6 3 5 4 1 0 5
但是,工程实际中,却存在与上述理论相悖的现象:①某楼板约370m²,开始浇筑的约90 m²坍落度为21cm,其余为16 cm,该楼板开裂不在坍落度大的部分,而在坍落度小的部分;②调查结果显示,坍落度在15-20 cm范围内(我市楼面梁板用泵送混凝土坍落度一般在这个范围),没有看出坍落度大对收缩开裂的明显影响(表1);③有些施工队要求较低的坍落度,原因是担心坍落度大引发收缩裂缝,但收缩开裂仍然不断;某施工队一直要求20-22cm的大坍落度,但该工程队竣工的几幢楼房,始终没有发现一条可见的收缩裂缝。
上述现象并不能说明“坍落度大,收缩也大”的说法不正确。混凝土是否开裂,不是坍落度大小单因素决定,而是收缩与反收缩多因素综合作用的结果。但是,透过上述现象,可以看出,坍落度大小,不是泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发的主要原因。那么,是什么因素导致泵送混凝土使用初期较高的收缩裂缝发生率呢?
收缩裂缝发生的差异性引起了我们的注意;有些楼房裂得较多,几乎每层楼板都裂;有些楼房较少,开裂层数少,裂缝数量也少;有些则没有。这此楼房建在同一年,季节也差不多,有时同一天同一配合比不同楼房(不同施工队)的两块楼板,一块裂,一块不裂。
又调查了混凝土浇筑日期基本相同的10块楼板,其配合比相同,坍落度相同,气候环境条件都基本相同。其中4块因收缩开裂,6块不裂(表1)。
这10块板中,5块采用一次抹平工艺,另5块采用二次抹压工艺。一次抹平工艺,即混凝土浇筑、振动密实后,立即用长木抹子刮平抹光,浇筑工作便完成。待混凝土表面干硬后(一般是第二天)再淋水保养。以前现场搅拌的普通混凝土施工,多用这种方法。
二次抹压工艺,即在一次抹平基础上,待混凝土变稠,以脚踩脚印深大约3-5mm时,用铁碾子在混凝土表现反复来回碾压,再用铁抹子收面。二次抹压后立即对混凝土充分保湿。值得注意的是,这10块楼板中,采用二次抹压工艺的5块,没有一块发现收缩裂缝;而采用一次抹平工艺的5块中,有4块开裂,未发现裂缝的那一块,浇筑前后几天都正值雨季,雨水频繁,空气湿度很大。
根据这一现象,综合上面分析,可以推断,推广使用泵送混凝土初期,之所以出现较多的收缩裂缝,是因为人们对泵送混凝土特性尚缺乏充分认识,施工工艺和养护质量都未能跟上的缘故。
在高温、干燥或大风的季节,混凝土表面失水很快,失水速度大于混凝土内部自由水向上迁移的速度,从而使已浇筑的混凝土形成由表及里的湿度梯度。温度越高,失水速度越快,混凝土的湿度梯度越大,表面的收缩应力也越大。这时混凝土尚未凝结或处在硬化初期,没有强度或初始强度很低,不足以抵抗收缩产生的应力,混凝土表面因此开裂。
在一般的气候条件下,混凝土表面失水虽然较慢,但如果长时间暴露在大气中,得不到必要的水份补充(湿养护不够),混凝土表面也会因为失水过多,收缩应力过大而开裂。不过,这时裂缝条数可能较少,裂缝较细,肉眼甚至不易发现。尽管如此,裂缝也有上下面贯通的可能,只有在板面注水检查时,才被发现。
3、控制收缩裂缝的措施
3.1混凝土配合比设计,在保证泵送施工性能的前提下,尽量减少单方混凝土的用水量,减少水泥用量。混凝土用砂,采用细度模数2.5-2.9的中砂,只要泵送顺畅,砂率低些为好,对低强度等级的混凝土(≤C30),石子粒径可适当大些,要示级配良好,建议用5-40mm连续粒级。
3.2结构设计,布筋应充分考虑混凝土抗裂的要求。在变截面等比较容易开裂的部位,应适当增加构造钢筋;在屋面层,最好布置双层钢筋网,以提高抵抗反复温差变形的能力; 厨房、厕所等薄板小隔间,尽量采用小直径钢筋,增加布筋密度,以提高钢筋对混凝土收缩的抑制作用,提高其抗裂性。
3.3混凝土浇筑后,一定要适应振动密实,不得漏振,也不宜过振。漏振的混凝土不密实,抗干裂能力差;过振的混凝土,由于离析,石子下沉,浆体集中于表面,也容易产生干缩裂缝。
对楼板用泵送混凝土,最好采用二次振动工艺。混凝土浇筑时,用振动棒振实梁内混凝土,约过1-3h(视气候条件而定),待混凝土变稠(未初凝)后,再用平板振动器将楼面混凝土振实。二次振动的好处是避免坍落度大使平板振动器下沉,其次将两次振动的时间间隔内产生的裂缝愈合。
3.4要把握好二次抹压的适当时机。因此,混凝土浇筑完毕后一定留人在现场。要在裂缝不深,混凝土尚有较好塑性时抹压。二次抹压一定要使裂缝起到全部愈合的作用。有些施工队对此认识不足或现场无人观察,失去抹压的适当时机。由于裂缝较深,混凝土已开始变硬,抹压仅使裂缝表面闭合;有些不得已加水打抹,抹起的水泥浆将裂缝封闭,表面上看效果不错,实际上只起掩耳盗铃作用,混凝土内部裂缝必然重新开裂。
3.5湿养护一定要及时,湿养护开始的时间越早越好,不管采用何种湿养护方式,必须能“使混凝土经常处于湿润状态”为宜。
有些工地在混凝土浇筑后每天只淋3-5次水,是满足不了早期混凝土防裂要求的。在高温、干燥和大风的气候条件下,每淋一次水,混凝土保温时间大约只有半小时。因此,全天24h中,混凝土大部分时间都处于表面干燥状态,开裂是难免的。
3.6要重视混凝土的后期保护。湿养护结束以后,要及早采取措施,避免混凝土直接暴晒,尤其是屋面层。受暴晒的混凝土,由于昼夜温差的反复作用,容易引发收缩裂缝。
在混凝土配合比和布筋比较合理的前提下,控制收缩裂缝的关键是施工工艺和保养质量两方面。
4、结论
4.1 施工工艺不良和湿养护不周是泵送混凝土使用初期,楼板收缩裂缝多发的主要原因。实施二次抹压工艺和加强湿养护,使混凝土在湿养护期间经常处于湿润状态,收缩裂缝基本得到控制。
4.2为有效控制泵送混凝土因收缩引起的裂缝,应从减少配合比用水量,合理布筋,加强施工处理,保证湿养护质量和重视后期保护等多方面综合考虑。