论文部分内容阅读
【摘要】：钢筋混凝土剪力墙在施工过程中易产生裂缝，其主要的影响因素有：温度应力、原材料质量，地基不均匀沉降，模板支撑不稳，结构配筋，混凝土振捣及养护达不到要求等。文章对钢筋混凝土剪力墙施工中因多种原因造成的非正常裂缝进行了简单分析和说明，在总结目前国内外设计、施工经验以及已有研究成果基础上，提出了钢筋混凝土剪力墙预防裂缝及裂缝处理方法的建议。
【关键词】：钢筋混凝土，剪力墙，施工裂缝，控制
【 abstract 】 : reinforced concrete shear wall cracks in the construction process is easy, the main influence factors are: the temperature stress, raw material quality, the foundation the uneven settlement, templates support instability, structure reinforcement and concrete vibration and maintenance can not reach the requirements, etc. The article to the reinforced concrete shear wall construction for several reasons caused by abnormal fracture of a simple analysis and explain, in both at home and abroad, summarizes the design and construction experience and existing research results are put forward, based on reinforced concrete shear wall to prevent the cracks and crack treatment advice.
【 key words 】 : reinforced concrete, shear wall, construction cracks, control
中图分类号： TU528.571文献标识码：A文章编号：
1 钢筋混凝土剪力墙施工裂缝的成因
钢筋混凝土剪力墙由于组成材料和微观构造的不同以及所受外界影响的不同，产止裂缝的原因较为复杂，它对其结构功能的影晌也是不同的。产生裂缝的原因很多，按其形成的原因可分为两类：一类是由于荷载所引起，如受弯构件、受拉构件等在荷载作用下的混凝土受拉区开裂；另一类是由变形引起的非荷载裂缝，如基础不均匀沉降、温度变化、混凝土的收缩、钢筋锈蚀膨胀等。很多裂缝是多种因素共同作用而形成的。产生裂缝的根本原因是混凝土的抗拉强度太低。
1.1 混凝土水热化引起的裂缝
在大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，称为“水化热”。大部分水化热的热量在浇筑后的前三天释放，由于混凝土不易于导热，因此导致混凝土块体温度升高。当混凝土块体内部的温度与外部环境温度相差很大（一般不宜超过25度），此时形成的温度应力或温度变形逐渐增大，当超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸值时，就会形成裂缝。
对于钢筋混凝土剪力墙，强度要求较高，水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，一般可达35~40℃ ，加上初始温度可使最高温度超过70~80℃。一般混凝土的热膨胀系数为10×-6℃，当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2×10-4~2.5×10-4，而混凝土的极限拉伸值只有1×10-4~1.5×10-4，因而冷缩常引起混凝土开裂。
1.2 塑性收缩裂缝
这种裂缝发生在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态的时刻。发生这种裂缝的因素是多方面的。大通间的墙面、炎热或大风天气以及混凝土水化热高等，都容易产生这种裂缝。剪力墙一般采用高强混凝土，而高强混凝土的水胶比低．自由水分少，矿物细掺和料对水有更高的敏感性。高强混凝土基本不服水，表面失水更快，塑性收缩比普通混凝土更容易产生，因此相对于普通混凝土构件，剪力墙更容易产生此类裂缝。这类裂缝的宽度可大可小，小的细如发丝，大的可到数毫米，长度可由数厘米到数米，但深度通常不超过5厘米，一般呈现不规则的分布形状。
1.3 塑性塌落引起的裂缝
作为一类大厚度的构件，钢筋混凝土剪力墙在浇筑后的半个小时到数个小时期间，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的制约，或是在在过分凹凸不平的基础上进行浇筑，抑或是模板沉陷、移动等因素从而引发的墙面开裂。
1.4 碱—骨料反应引起的裂缝
碱—骨料反应有两种：一种是碱—硅酸盐骨料反应，另一种是碱—碳酸盐骨料反应。后一种不常见。前一种引起混凝土裂缝的原因可能是混凝土加水拌和后，水泥中的碱不断溶解，这种碱液与活性骨科中的活性氧化硅起化学反应，析出胶状的碱—硅胶，从周围介质中吸水膨胀，其体积可增大到三倍，而使混凝土胀裂，其特点是裂缝中充满白色肢体，表面裂缝常有白色沉淀的胶体，呈杂乱的“地图”状。
1.5 各种约束引起的裂缝
约束对混凝土构件活动和变形的影响。如果剪力墙不受约束任其自由变形，那么上述的干缩裂缝和温度裂缝也不会出现。但是实际工程中剪力墙构件受到各种约束的影响，如楼板、剪力墙的明柱或暗柱、墙端等。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步而导致裂缝的产生。
1.6墙体长度和墙体水平钢筋配置情况产生的裂缝
墙体越长越容易出现裂缝；钢筋越疏、越光滑，墙体越容易出现裂缝。现行规范将伸缩缝间距仍然放得较宽，达45米。另外虽然对剪力墙做了很多规定，但对水平钢筋的要求却很松。钢筋对混凝土剪力墙有一定的约束作用，体现在它会在混凝土中产生拉应力。增加钢筋数量会在一定程度上减少混凝土的收缩裂缝，但是也会增加混凝土的拉应力，钢筋数量过多，钢筋对混凝土的约束过大，也会引起墙体开裂。
2 钢筋混凝土剪力墙施工裂缝的控制
为了有效地控制钢筋混凝土剪力墙有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高强凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和没计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施，予以消除。
2.1 提高认识
防止工程裂缝的重点在于“人”，只有提高相关人员对本职工作重要性的认识，才能从根本上防止此通病的发生。我们也只有认真找出发生裂缝而渗漏的原因，按照规范、质量标准去做，积极克服施工中不合理的做法，才能使一切工作步入正常的轨道。我们相信，事在人为，只要认真对待，就能将风险降低到零。
2.2 降低水泥水化热
选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中的水泥用量。使用粗骨科，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺和料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性，降低水灰比，以達到减少水泥用量、降低水化热的目的。在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。在拌和混凝土时，还可渗入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少剪力墙构件内部的温度应力。
2.3 调整水平钢筋配筋方案，增加抗收缩钢筋
配筋率对钢筋混凝土剪力墙中的混凝土有很大的约束作用。恰当的配筋方案不仅能够提高混凝土的极限拉伸，而且对混凝土的收缩裂缝具有抑制的作用。将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小混凝土保护层厚度,增强剪力墙表层混凝土的抗裂性。适当增加水平钢筋的配筋率、减小钢筋直径而缩小配筋间距。此外，在剪力墙的墙板结构中采用构造钢筋，使其起到温度筋的作用，防止墙面的开裂。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用Φ8钢筋．双向配筋，间距15厘米，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在挠筑完下层混凝土之后进行。
2.4 提高混凝土的极限拉伸强度
选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法、二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗抗强度和弹性模量。
2.5 加强施工的温度、湿度控制
在剪力墙浇筑之后，做好保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。夏季应注意避免曝晒，注意保湿；冬期应采取措施保温程盖，以免发生急剧的温度梯度。采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。合理安排施工程序，控制混凝土在剪力墙的浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大高差。
3 结论
为了降低钢筋混凝土剪力墙的施工裂缝造成的不利影响，我们应从设计、施工上进行认真分析，找出产生裂缝的原因，采取具有针对性的防裂措施。要想控制施工裂缝，重点在防。实践证明，只要严格执行规定，做到设计与施工的紧密配合，实施综合治理，钢筋混凝土剪力墙的施工裂缝是可以控制的。
参考文献：
[1] 袁勇.混凝土结构早期裂缝控制[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 邓清勇.浅谈钢筋混凝土的施工裂缝及预防措施[J]. 新疆有色金属, 2006(3): 35-38.
[3] 章泽彬. 浅析施工裂缝的成因及防范措施[J]. 中小企业管理与科技, 2011(11): 112.
[4] 王仲坤. 探析剪力墻裂缝产生的原因及控制措施[J]. 黑龙江科技信息, 2011(14): 261
[5] 杨泽, 李永琦. 钢筋砼剪力墙裂缝原因分析及防治措施研究[J]. 甘肃科技, 2005(08): 125-127.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】：钢筋混凝土，剪力墙，施工裂缝，控制
【 abstract 】 : reinforced concrete shear wall cracks in the construction process is easy, the main influence factors are: the temperature stress, raw material quality, the foundation the uneven settlement, templates support instability, structure reinforcement and concrete vibration and maintenance can not reach the requirements, etc. The article to the reinforced concrete shear wall construction for several reasons caused by abnormal fracture of a simple analysis and explain, in both at home and abroad, summarizes the design and construction experience and existing research results are put forward, based on reinforced concrete shear wall to prevent the cracks and crack treatment advice.
【 key words 】 : reinforced concrete, shear wall, construction cracks, control
中图分类号： TU528.571文献标识码：A文章编号：
1 钢筋混凝土剪力墙施工裂缝的成因
钢筋混凝土剪力墙由于组成材料和微观构造的不同以及所受外界影响的不同，产止裂缝的原因较为复杂，它对其结构功能的影晌也是不同的。产生裂缝的原因很多，按其形成的原因可分为两类：一类是由于荷载所引起，如受弯构件、受拉构件等在荷载作用下的混凝土受拉区开裂；另一类是由变形引起的非荷载裂缝，如基础不均匀沉降、温度变化、混凝土的收缩、钢筋锈蚀膨胀等。很多裂缝是多种因素共同作用而形成的。产生裂缝的根本原因是混凝土的抗拉强度太低。
1.1 混凝土水热化引起的裂缝
在大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，称为“水化热”。大部分水化热的热量在浇筑后的前三天释放，由于混凝土不易于导热，因此导致混凝土块体温度升高。当混凝土块体内部的温度与外部环境温度相差很大（一般不宜超过25度），此时形成的温度应力或温度变形逐渐增大，当超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸值时，就会形成裂缝。
对于钢筋混凝土剪力墙，强度要求较高，水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，一般可达35~40℃ ，加上初始温度可使最高温度超过70~80℃。一般混凝土的热膨胀系数为10×-6℃，当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2×10-4~2.5×10-4，而混凝土的极限拉伸值只有1×10-4~1.5×10-4，因而冷缩常引起混凝土开裂。
1.2 塑性收缩裂缝
这种裂缝发生在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态的时刻。发生这种裂缝的因素是多方面的。大通间的墙面、炎热或大风天气以及混凝土水化热高等，都容易产生这种裂缝。剪力墙一般采用高强混凝土，而高强混凝土的水胶比低．自由水分少，矿物细掺和料对水有更高的敏感性。高强混凝土基本不服水，表面失水更快，塑性收缩比普通混凝土更容易产生，因此相对于普通混凝土构件，剪力墙更容易产生此类裂缝。这类裂缝的宽度可大可小，小的细如发丝，大的可到数毫米，长度可由数厘米到数米，但深度通常不超过5厘米，一般呈现不规则的分布形状。
1.3 塑性塌落引起的裂缝
作为一类大厚度的构件，钢筋混凝土剪力墙在浇筑后的半个小时到数个小时期间，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的制约，或是在在过分凹凸不平的基础上进行浇筑，抑或是模板沉陷、移动等因素从而引发的墙面开裂。
1.4 碱—骨料反应引起的裂缝
碱—骨料反应有两种：一种是碱—硅酸盐骨料反应，另一种是碱—碳酸盐骨料反应。后一种不常见。前一种引起混凝土裂缝的原因可能是混凝土加水拌和后，水泥中的碱不断溶解，这种碱液与活性骨科中的活性氧化硅起化学反应，析出胶状的碱—硅胶，从周围介质中吸水膨胀，其体积可增大到三倍，而使混凝土胀裂，其特点是裂缝中充满白色肢体，表面裂缝常有白色沉淀的胶体，呈杂乱的“地图”状。
1.5 各种约束引起的裂缝
约束对混凝土构件活动和变形的影响。如果剪力墙不受约束任其自由变形，那么上述的干缩裂缝和温度裂缝也不会出现。但是实际工程中剪力墙构件受到各种约束的影响，如楼板、剪力墙的明柱或暗柱、墙端等。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步而导致裂缝的产生。
1.6墙体长度和墙体水平钢筋配置情况产生的裂缝
墙体越长越容易出现裂缝；钢筋越疏、越光滑，墙体越容易出现裂缝。现行规范将伸缩缝间距仍然放得较宽，达45米。另外虽然对剪力墙做了很多规定，但对水平钢筋的要求却很松。钢筋对混凝土剪力墙有一定的约束作用，体现在它会在混凝土中产生拉应力。增加钢筋数量会在一定程度上减少混凝土的收缩裂缝，但是也会增加混凝土的拉应力，钢筋数量过多，钢筋对混凝土的约束过大，也会引起墙体开裂。
2 钢筋混凝土剪力墙施工裂缝的控制
为了有效地控制钢筋混凝土剪力墙有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高强凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和没计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施，予以消除。
2.1 提高认识
防止工程裂缝的重点在于“人”，只有提高相关人员对本职工作重要性的认识，才能从根本上防止此通病的发生。我们也只有认真找出发生裂缝而渗漏的原因，按照规范、质量标准去做，积极克服施工中不合理的做法，才能使一切工作步入正常的轨道。我们相信，事在人为，只要认真对待，就能将风险降低到零。
2.2 降低水泥水化热
选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中的水泥用量。使用粗骨科，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺和料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性，降低水灰比，以達到减少水泥用量、降低水化热的目的。在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。在拌和混凝土时，还可渗入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少剪力墙构件内部的温度应力。
2.3 调整水平钢筋配筋方案，增加抗收缩钢筋
配筋率对钢筋混凝土剪力墙中的混凝土有很大的约束作用。恰当的配筋方案不仅能够提高混凝土的极限拉伸，而且对混凝土的收缩裂缝具有抑制的作用。将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减小混凝土保护层厚度,增强剪力墙表层混凝土的抗裂性。适当增加水平钢筋的配筋率、减小钢筋直径而缩小配筋间距。此外，在剪力墙的墙板结构中采用构造钢筋，使其起到温度筋的作用，防止墙面的开裂。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用Φ8钢筋．双向配筋，间距15厘米，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在挠筑完下层混凝土之后进行。
2.4 提高混凝土的极限拉伸强度
选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法、二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗抗强度和弹性模量。
2.5 加强施工的温度、湿度控制
在剪力墙浇筑之后，做好保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。夏季应注意避免曝晒，注意保湿；冬期应采取措施保温程盖，以免发生急剧的温度梯度。采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。合理安排施工程序，控制混凝土在剪力墙的浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大高差。
3 结论
为了降低钢筋混凝土剪力墙的施工裂缝造成的不利影响，我们应从设计、施工上进行认真分析，找出产生裂缝的原因，采取具有针对性的防裂措施。要想控制施工裂缝，重点在防。实践证明，只要严格执行规定，做到设计与施工的紧密配合，实施综合治理，钢筋混凝土剪力墙的施工裂缝是可以控制的。
参考文献：
[1] 袁勇.混凝土结构早期裂缝控制[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 邓清勇.浅谈钢筋混凝土的施工裂缝及预防措施[J]. 新疆有色金属, 2006(3): 35-38.
[3] 章泽彬. 浅析施工裂缝的成因及防范措施[J]. 中小企业管理与科技, 2011(11): 112.
[4] 王仲坤. 探析剪力墻裂缝产生的原因及控制措施[J]. 黑龙江科技信息, 2011(14): 261
[5] 杨泽, 李永琦. 钢筋砼剪力墙裂缝原因分析及防治措施研究[J]. 甘肃科技, 2005(08): 125-127.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。