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[摘 要]随着社会发展进程的加快,建筑工程随之突飞猛进的发展。混凝土作为当前必须的建筑材料在土木、水利、桥梁、隧道等工程中得到了广泛的应用。但是混凝土裂缝的存在对混凝土的强度、耐久性以及抗渗能力的影响则不容小觑。文章在此对引发裂缝的因素和处理方法做了简单介绍。
[关键词]混凝土裂缝;形成因素;处理方法
中图分类号:TU947 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)04-0138-01
1、混凝土楼面裂缝产生的原因
混凝土裂缝的形成因素主要包括设计因素、材料因素、混凝土配合比设计因素、现场施工以及外界环境等因素。
1.1 设计因素
在设计中对结构未做充分的受力分析,使结构内出现偏心、剪切、沉降等应力形式。预应力构件在强度未达到设计标准时提前施加预应力张拉,易造成张拉裂缝。在结构内部钢筋配置不当,内部支撑不足容易出现裂缝。
1.2 材料因素
混凝土的拌合材料主要由砂、石等粗细集料、水泥、掺合料、外加剂以及水构成,现在分别对各项材料进行介绍。
(1)砂、石中含泥量以及泥块含量过大易使拌合用水量增加,当水化反应结束以及水分散失后使混凝土内部空隙增多从而出现裂缝,同时含泥量和泥块含量过大也会降低混凝土的胶结力,也是混凝土裂缝形成的原因之一。
(2)水泥品种的选择矿渣硅酸盐水泥的体积收缩率比普通硅酸盐水泥大,对于有抗渗要求的混凝土应慎重选用。粉煤灰水泥收缩率小,水泥收缩率大。同时应对水泥进行细度、凝结时间和安定性试验,对于过粗、过细、速凝以及安定性试验不合格的水泥不能用于工程施工中。
(3)外加剂的选用 混凝土常用外加剂通常为萘系、胺基、羧酸等三类,木质素和脂肪族类相对较少。应根据胶结材和骨料的情况选择外加劑种类,并注意掺量。当外加剂与水泥不适应或减水率较低时,都易造成混凝土裂缝。
1.3 现场施工及外界环境的因素
(1)现场浇捣混凝土时,振捣不当如漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
(2)在混凝土浇筑过程中间断时间过长,形成接茬冷缝或者混凝土浇筑过程中二次加水均会引起混凝土裂缝的产生。
(3)对大体积混凝土或地面工程,不进行二次抹压减缓水分散失,易产生表面收缩裂缝
(4)在大体积混凝土浇注过程中、水化热散失过快或过慢,而现场混凝土降温或保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土易产生温度裂缝。
2 混凝土屋面裂缝防治措施
2.1 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。
钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵坑外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5米时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在1米左右。
与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。其原因为:一是板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;二是钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;三是各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;四是上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。
2.2 预埋线管处的裂缝防治
预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重于(即垂直刊、砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大;并且线管的敷设走向又重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应按技术导则三的第4条要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6—Φ8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。
线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可按技术导则三的第4条采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各2Φ12的井字形抗裂构造钢筋。
2.3 材料吊卸区域的楼面裂缝防治
目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5—7天左右一层,最快时甚至不足5天一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下:
(1)主体结构的施工速度不能强求过快,楼层砼浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24小时)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7天一层为宜,以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
(2)科学安排楼层施工作业计划,在楼层砼浇筑完毕的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗标材料,避免冲击振动。24小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。 (3)在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
(4)对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40平方米左右)的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米)和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
2.4 加强对楼面砼的养护
砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延續时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷HL等品种和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。
3 治理措施
对混凝土屋面板已出现的裂缝,应根据裂缝的特点采取相应的补修方法:
3.1 涂刷法
一般仅用于表面发丝裂缝(宽度0.05mm),且数量不多的情况。事前应用水冲刷干净,预先干燥,涂刷油漆、沥清、环氧树脂等,或在湿润时涂刷水泥浆。对宽度不大于0.1mm的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质,碳化作用能使裂缝自行愈合,在不影响当前使用的情况下,也可不处理或只进行表面处理。
3.2 涂抹法
局部出现较多裂缝而且面积较小,可用1:1-1:2的水泥砂浆分2-3层涂抹,总厚为10—20mm,表面压光。如有渗水现象,可用 2mm厚水泥净浆和4~5mm厚1:2水泥砂浆交替抹压4-5层,涂抹3— 4h后进行覆盖洒水养护。在抹砂浆之前,必须用钢丝和加压水把基层冲刷干净。
3.3 网补法
对较大面积出现的裂缝,除较大裂缝先按第3点处理外,在层面设置细石混凝土防水层,厚度不应少于40mm,并应配置双向钢筋网片,钢筋网片在分隔缝处应断开,其保护层厚度不应小于10mm,分隔缝内应嵌填密封材料。
3 结语
现浇楼板裂缝是居民住宅质量投诉常见问题,也是长期困扰建筑施工单位的一个难题。虽然这些裂缝一般被认为对使用无多大危害,但在实际施工中仍有必要采取有效措施对其进行控制,避免有害裂缝的产生。在裂缝产生后,要及时治理,把危害减小到最低限度。
参考文献
[1] 李寿祥,江荣义.论楼面裂缝的分析和重点防治措施[J].工程主体施工采购,2002.6.
[2] 王艳,王慰雄.泵送商品混凝土结构的防裂措施[J].水泥工程,2004.2.
[3] 赵淑婷.现浇混凝土楼板裂缝成因分析及控制措施[J].山西建筑,2005,2.
[4] 薛立言,代悦,付雪松.混凝土裂缝的预防和处理[J].混凝土,2005,10.
[关键词]混凝土裂缝;形成因素;处理方法
中图分类号:TU947 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)04-0138-01
1、混凝土楼面裂缝产生的原因
混凝土裂缝的形成因素主要包括设计因素、材料因素、混凝土配合比设计因素、现场施工以及外界环境等因素。
1.1 设计因素
在设计中对结构未做充分的受力分析,使结构内出现偏心、剪切、沉降等应力形式。预应力构件在强度未达到设计标准时提前施加预应力张拉,易造成张拉裂缝。在结构内部钢筋配置不当,内部支撑不足容易出现裂缝。
1.2 材料因素
混凝土的拌合材料主要由砂、石等粗细集料、水泥、掺合料、外加剂以及水构成,现在分别对各项材料进行介绍。
(1)砂、石中含泥量以及泥块含量过大易使拌合用水量增加,当水化反应结束以及水分散失后使混凝土内部空隙增多从而出现裂缝,同时含泥量和泥块含量过大也会降低混凝土的胶结力,也是混凝土裂缝形成的原因之一。
(2)水泥品种的选择矿渣硅酸盐水泥的体积收缩率比普通硅酸盐水泥大,对于有抗渗要求的混凝土应慎重选用。粉煤灰水泥收缩率小,水泥收缩率大。同时应对水泥进行细度、凝结时间和安定性试验,对于过粗、过细、速凝以及安定性试验不合格的水泥不能用于工程施工中。
(3)外加剂的选用 混凝土常用外加剂通常为萘系、胺基、羧酸等三类,木质素和脂肪族类相对较少。应根据胶结材和骨料的情况选择外加劑种类,并注意掺量。当外加剂与水泥不适应或减水率较低时,都易造成混凝土裂缝。
1.3 现场施工及外界环境的因素
(1)现场浇捣混凝土时,振捣不当如漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
(2)在混凝土浇筑过程中间断时间过长,形成接茬冷缝或者混凝土浇筑过程中二次加水均会引起混凝土裂缝的产生。
(3)对大体积混凝土或地面工程,不进行二次抹压减缓水分散失,易产生表面收缩裂缝
(4)在大体积混凝土浇注过程中、水化热散失过快或过慢,而现场混凝土降温或保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土易产生温度裂缝。
2 混凝土屋面裂缝防治措施
2.1 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。
钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵坑外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5米时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在1米左右。
与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。其原因为:一是板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;二是钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;三是各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;四是上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。
2.2 预埋线管处的裂缝防治
预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重于(即垂直刊、砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大;并且线管的敷设走向又重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应按技术导则三的第4条要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6—Φ8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。
线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可按技术导则三的第4条采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各2Φ12的井字形抗裂构造钢筋。
2.3 材料吊卸区域的楼面裂缝防治
目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5—7天左右一层,最快时甚至不足5天一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下:
(1)主体结构的施工速度不能强求过快,楼层砼浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24小时)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7天一层为宜,以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
(2)科学安排楼层施工作业计划,在楼层砼浇筑完毕的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗标材料,避免冲击振动。24小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。 (3)在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
(4)对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40平方米左右)的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米)和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
2.4 加强对楼面砼的养护
砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延續时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷HL等品种和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。
3 治理措施
对混凝土屋面板已出现的裂缝,应根据裂缝的特点采取相应的补修方法:
3.1 涂刷法
一般仅用于表面发丝裂缝(宽度0.05mm),且数量不多的情况。事前应用水冲刷干净,预先干燥,涂刷油漆、沥清、环氧树脂等,或在湿润时涂刷水泥浆。对宽度不大于0.1mm的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质,碳化作用能使裂缝自行愈合,在不影响当前使用的情况下,也可不处理或只进行表面处理。
3.2 涂抹法
局部出现较多裂缝而且面积较小,可用1:1-1:2的水泥砂浆分2-3层涂抹,总厚为10—20mm,表面压光。如有渗水现象,可用 2mm厚水泥净浆和4~5mm厚1:2水泥砂浆交替抹压4-5层,涂抹3— 4h后进行覆盖洒水养护。在抹砂浆之前,必须用钢丝和加压水把基层冲刷干净。
3.3 网补法
对较大面积出现的裂缝,除较大裂缝先按第3点处理外,在层面设置细石混凝土防水层,厚度不应少于40mm,并应配置双向钢筋网片,钢筋网片在分隔缝处应断开,其保护层厚度不应小于10mm,分隔缝内应嵌填密封材料。
3 结语
现浇楼板裂缝是居民住宅质量投诉常见问题,也是长期困扰建筑施工单位的一个难题。虽然这些裂缝一般被认为对使用无多大危害,但在实际施工中仍有必要采取有效措施对其进行控制,避免有害裂缝的产生。在裂缝产生后,要及时治理,把危害减小到最低限度。
参考文献
[1] 李寿祥,江荣义.论楼面裂缝的分析和重点防治措施[J].工程主体施工采购,2002.6.
[2] 王艳,王慰雄.泵送商品混凝土结构的防裂措施[J].水泥工程,2004.2.
[3] 赵淑婷.现浇混凝土楼板裂缝成因分析及控制措施[J].山西建筑,2005,2.
[4] 薛立言,代悦,付雪松.混凝土裂缝的预防和处理[J].混凝土,2005,10.