住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫防治

杜云鵬 李秀佳

摘要:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見(jiàn)的質(zhì)量通病。文章分析了住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因,并從設(shè)計(jì)和施工兩方面提出防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆鋼筋混凝土;樓板裂縫;產(chǎn)生原因;防治措施

隨著城市住宅建設(shè)步伐的加快,不少住宅小區(qū)相繼建成,許多住戶陸續(xù)搬進(jìn)新居,他們對(duì)住房的質(zhì)量要求越來(lái)越高,尤其對(duì)一些現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)的裂縫情況非常關(guān)注,擔(dān)心這些裂縫最終會(huì)引發(fā)不安全事故。因此,分析現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的原因及探索裂縫的防治措施具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土的收縮變形是混凝土的固有特性,主要表現(xiàn)形式為澆筑初期(終凝前)的凝縮變形、硬化過(guò)程中的干縮變形、在恒溫絕濕條件下由凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形和溫度下降引起的冷縮變形。影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種、骨料品種和含泥量、混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質(zhì)濕度和養(yǎng)護(hù)條件等。混凝土的相對(duì)收縮量主要取決于水泥品種、水泥用量和水灰比,絕對(duì)收縮量除與這些因素有關(guān)外,還與構(gòu)件施工時(shí)最大連續(xù)邊長(zhǎng)成正比。當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板收縮受到其支承結(jié)構(gòu)的約束,板內(nèi)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.1 澆筑初期(終凝前)的凝縮變形

凝縮變形產(chǎn)生的裂縫發(fā)生在混凝土結(jié)硬前最初幾小時(shí)內(nèi),通常澆后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產(chǎn)生的裂縫,在梁、板中都有可能產(chǎn)生;另一類是塑性收縮裂縫,常出現(xiàn)在板中,裂縫逞不規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產(chǎn)生的裂縫多與混凝土的泌水現(xiàn)象有關(guān)。

新澆筑的混凝土經(jīng)壓實(shí)后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當(dāng)固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥結(jié)硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自由下沉,則僅使結(jié)硬后混凝土的體積減少,并不會(huì)產(chǎn)生裂縫。

塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當(dāng)水分蒸發(fā)速度超過(guò)了泌水速度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發(fā)速度的因素(如氣溫高、相對(duì)濕度低、風(fēng)速大以及混凝土中溫度高于周圍空氣溫度)都會(huì)促使塑性收縮裂縫的發(fā)生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達(dá)1～2mm。這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現(xiàn),因?yàn)榻遣康母煽s不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現(xiàn)與板邊呈45°的一系列平行裂縫。

1.2 硬化過(guò)程中的干縮和水化作用引起的自身收縮

自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間 約1～2a才會(huì)出現(xiàn),它是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失,而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產(chǎn)生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對(duì)濕度降低和體積減少;水灰比的變化對(duì)干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當(dāng)混凝土的水灰比降低時(shí)干燥收縮減少,而自身收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時(shí),其自身干燥作用和自身收縮與干縮相比可以忽略不計(jì);但是當(dāng)水灰比減少到0.35時(shí),混凝土內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80%以下,自身收縮與干縮則相接近。在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應(yīng)變將導(dǎo)致彈性拉應(yīng)力,拉應(yīng)力可被近似看作彈性模量與應(yīng)變的乘積;當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),材料出現(xiàn)開(kāi)裂。但是由于混凝土的粘彈性(徐變),部分應(yīng)力釋放,徐變產(chǎn)生的應(yīng)力松馳后的殘余應(yīng)力才是決定混凝土是否開(kāi)裂的關(guān)鍵。

1.3 溫度下降引起的冷縮變形

由于建筑物各部位在各季節(jié)所受溫度變形不協(xié)調(diào),從而導(dǎo)致裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)周圍溫度變化時(shí),梁、板、墻體均要產(chǎn)生變形,降溫時(shí)梁的溫度變化滯后于板,特別在急冷降溫時(shí)更為明顯,板的收縮大于梁,梁相對(duì)于板而言為外約束,由于板的收縮變形受到梁的約束,故在板上產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要原因,這種裂縫在板上常為貫通裂縫。

1.4 現(xiàn)澆板上過(guò)早施工而加荷引起的裂縫

《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定,混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2kg/mm2前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。但開(kāi)發(fā)商為了搶時(shí)間,趕進(jìn)度,在剛澆好的現(xiàn)澆板上或混凝土尚處在初凝階段,就任意踩踏,搬運(yùn)材料,集中堆放磚塊、砂漿、模板等。過(guò)早的加荷人為地造成了現(xiàn)澆板裂縫。

2 防治措施

2.1 設(shè)計(jì)方面

在設(shè)計(jì)方面應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):

現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除考慮強(qiáng)度要求外,還應(yīng)進(jìn)行撓度及裂縫驗(yàn)算,考慮施工不均勻性及混凝土本身的收縮因素,適當(dāng)增加板厚,增強(qiáng)板的剛度。

宜采用較小直徑密度分布的方式進(jìn)行布筋,為防止溫度及收縮引起的應(yīng)力影響,應(yīng)適當(dāng)提高配筋率,這樣可提高混凝土體的極限拉伸應(yīng)變及混凝土抵抗干縮變形的能力,防止因混凝土自身收縮出現(xiàn)大量的應(yīng)力集中點(diǎn),使局部出現(xiàn)塑性變形產(chǎn)生裂縫。另外混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不宜太高。

應(yīng)在樓板上每隔20m左右處設(shè)置一后澆帶,并在樓板中間墻體支座處設(shè)一條伸縮縫,使其釋放內(nèi)應(yīng)力。

樓板因四周嵌固于墻體內(nèi),應(yīng)在四角部位按要求配置雙向鋼筋,伸出長(zhǎng)度應(yīng)小于1/3L(L 為短向邊長(zhǎng)),且不小于1.2m為宜。

在抗震非設(shè)防地區(qū),也應(yīng)適當(dāng)增設(shè)混凝土構(gòu)造柱,提高房屋整體抗震強(qiáng)度。

2.2 施工方面

應(yīng)嚴(yán)格按配合比進(jìn)行計(jì)量投料,控制攪拌時(shí)間及水灰比,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂含水量變化及原砂中含粒徑5cm 以上的礫石篩選調(diào)整施工配合比,保持混凝土強(qiáng)度及坍落度一致,防止因水及水泥用量過(guò)多而增加混凝土中多余的水分及空氣,從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致產(chǎn)生收縮裂縫。

混凝土中骨料的用量占體積的70%左右,必須注意粗骨料的質(zhì)量,宜用粒徑15～20mm 的石子進(jìn)行合理級(jí)配,含泥量<1%;砂子應(yīng)用中、粗砂,含泥量<3%,砂率控制為40%左右,坍落度控制為14～20cm;水泥應(yīng)選用非早強(qiáng)度型、水化熱低和質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥,減少混凝土自身收縮。

嚴(yán)格控制板面負(fù)筋保護(hù)層厚度?，F(xiàn)澆板負(fù)筋按設(shè)計(jì)要求都放在板上面,有梁通過(guò)或隔斷時(shí),一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。為了控制好負(fù)筋保護(hù)層厚度,必須采用Φ10～14的鋼筋馬凳,縱橫間距為800mm左右來(lái)固定負(fù)筋的位置,并用電焊把馬凳與負(fù)筋焊牢,使馬凳在混凝土澆筑過(guò)程中不移位,保證負(fù)筋不下沉,從而有效控制負(fù)筋保護(hù)層的厚度,不使板負(fù)筋保護(hù)層過(guò)厚而產(chǎn)生裂縫。模板中線管鋪設(shè)密集處的上部及下部鋪放一層 18號(hào)鋼絲網(wǎng),寬度每邊應(yīng)大于管區(qū)100mm為宜。

現(xiàn)澆板上不要過(guò)早上人、堆料和施加荷載,因混凝土澆筑后要有一個(gè)硬化過(guò)程,才會(huì)有強(qiáng)度;在這個(gè)過(guò)程中,應(yīng)對(duì)混凝土加以保養(yǎng),不能對(duì)混凝土施加任何外力。必須做到在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 kg/mm2后,才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。

現(xiàn)澆混凝土樓板必須采用平板振搗器振搗,水平和垂直方向各一遍,每次振搗相互重疊1/3的振搗寬度,不留施工縫。

在初凝后和終凝前應(yīng)用木抹子趕平壓實(shí)及用鐵抹子趕壓三遍,減少收縮裂縫的出現(xiàn)。

混凝土澆筑完畢12h內(nèi),及時(shí)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù),保證規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,一般情況下不少于7d,對(duì)摻有外加劑或抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)不少于14d,提高混凝土自身拉伸應(yīng)變能力,防止干縮變形出現(xiàn)裂縫。

發(fā)展纖維混凝土,在普通混凝土中摻入少量的抗裂合成纖維,其摻量為 0.6～1.8kg/m3,可以控制混凝土的早期裂縫。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見(jiàn)的質(zhì)量通病,大量工程實(shí)踐說(shuō)明,只有在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中針對(duì)各影響因素考慮全面、細(xì)致,嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)和施工規(guī)范,弄清裂縫出現(xiàn)的原因,再加以正確的處理措施,裂縫是可以得到控制和預(yù)防的。

參考文獻(xiàn)

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