现浇混凝土楼板裂缝的成因及防治
所属栏目:建筑设计论文
发布时间:2011-02-26 14:43:21 更新时间:2022-04-14 15:42:52
摘要:现浇混凝土楼板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,我们发现大部分裂缝为收缩裂缝和温度裂缝,其表现为:表面龟裂,纵、横向裂缝以及45°斜向裂缝。通过对这些裂缝的观测分析,提出混凝土楼板裂缝的防治措施。
关键词:混凝土收缩裂缝原因防治措施
在钢筋混凝土民用建筑物中,现浇混凝土楼板出现收缩、变形裂缝的现象较为普遍,已成为房屋质量纠纷、投诉的热点问题,虽然,这些裂缝一般被认为对使用功能和结构安全无多大危害,但在实际施工中仍有必要对其进行有效控制。特别是应避免有害裂缝的产生。以防破坏结构的整体性,降低其刚度,引起钢筋腐蚀,影响建筑物的持久性强度和耐久性。本文主要从施工操作方面来分析现浇混凝土楼板裂缝的成因,以防为主,探讨施工中具体的防治措施。
1裂缝产生的原因
混凝土结构浇注施工完,在硬化过程中和硬化后都会因混凝土干缩、温度变化、材料选用、施工工艺及地基沉降等产生不同程度的裂缝。
1. 1混凝土配合比不当(材料选用)
混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送混凝土为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
1.2混凝土施工工艺不当产生裂缝
(1)混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
(2)过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳化收缩,导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季,因昼夜温度大,养护不当最易产生温差裂缝。
(3)施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,把板面负弯矩筋踩弯等,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
(4)对大面积的混凝土工程,没有采用两次振捣、两次抹面的施工方法,易产生表面收缩裂缝。
1.3施工荷载施加过早而产生的裂缝
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4天一层。因此当楼层混凝土浇筑完毕后不足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。除了大开间的混凝土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,这种情况在多层砖混、框剪结构住宅主体快速施工时较常见。
1.4后浇带施工不慎而造成的板面裂缝
为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;清理不干净、疏松混凝土未彻底凿除、浇混凝土时未浇水湿润、未扫水泥素浆等都可能造成板面的裂缝。
1.5预埋管及线管集中处混凝土表面裂缝
预埋线管,特别是多根线管的集中处使截面混凝土受到较多削弱,从而引起应力集中,是容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不垂直于混凝土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垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。管上部覆盖的混凝土薄,也能发生收缩裂缝。
1.6分析裂缝产生机理,可总结出混凝土楼板施工期裂缝因素主要关系途径如图:
1.7裂缝观测
本人通过多年的施工经验和对大量裂缝实例观测,发现混凝土的楼板裂缝大多数在板面沿楼板支座边0.3m范围内平行于支座展开,甚至有些楼板四周均出现连续的裂缝,在板角处裂缝与相邻两支座成450角裂缝尤为普遍;还有一部分裂缝出现在板跨中位置,这类裂缝多出现在一些跨度小,刚度大的小板块。所有这些裂缝大多在工程验收后过一段时间才发现,这时楼板基本没有承受使用荷载,当冬季气候干燥时或气温较高而不通风的开间内裂缝就出现的更多。有时裂缝宽度在水泥砂浆找平层表面被放大,实际宽度大多在0.3mm以内,450角裂缝及跨中裂缝大多贯穿楼板,而沿楼板支座边展开的板面裂缝有一定的深度,但一般不贯穿楼板,这些情况均与楼板受力特征相吻合,且符合不均匀收缩或约束收缩裂缝的特点。
2裂缝的防治措施
混凝土楼板施工期常见裂缝主要是由于混凝土所含水分变化,化学反应及温度降低等因素引起体积缩小(即混凝土收缩),由于钢筋或相邻部位的约束作用,收缩引起拉应力,而混凝土的抗拉强度不高,产生开裂。引起混凝土收缩的因素较为复杂,所以必须以系统的观点进行整体考虑,在施工期间应采用系统的控制方法,克服混凝土失水和温度变化作用,减少楼板裂缝的产生。从混凝土强度的角度来看,混凝土楼板出现裂缝控制的关键在于如何使各种作用产生的拉应力小于混凝土的实际抗拉强度。
2.1严格控制混凝土施工配合比
(1)根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的骨料,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗拉强度。
(2)加强对商品混凝土进行塌落度的检查控制是保证施工质量的重要因素。应做到每一车次一检查塌落度,塌落度以12±2㎝为宜,不符和要求的混凝土不得使用。坍落度大,主要是用水量大,而这些水是要蒸发掉的,要增加混凝土的裂缝。混凝土塌落度降低,能降低混凝土的含水率和孔隙率,同时提高混凝土的抗拉强度。
2.2混凝土浇注工艺措施
(1)在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。
(2)混凝土浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面工艺技术,以排除表面浮水、混凝土内部的水分和气泡;混凝土初凝前用刮尺或滚杠擀平,用木抹子第一次抹面。初凝后到终凝前用铁抹子碾压表面数遍,将混凝土表面不均匀、不规则的裂缝闭合。最后用木抹子第二次抹面,闭合收水裂缝,随后立即在混凝土的表面覆盖塑料薄膜,使混凝土内蒸发的游离水积在混凝土表面进行保温养护,薄膜上再盖一层草帘子。
(3)混凝土楼板浇筑完毕后,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。亦可采用喷涂不同品种的养护液进行养护,以达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。养护时间以14—28天为宜。
2.3严格按施工工序要求保证技术间歇时间
(1)混凝土施工应按操作程序,给以技术间歇,不盲目抢工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩踏负弯矩筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
(2)主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土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,以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间,科学安排楼层施工作业计划。
(3)在楼层混凝土浇筑完毕的24小时以内,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗材料,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。以减少施工荷载对刚刚终凝的混凝土冲击,进一步防止裂缝的发生。
2.4后浇带的施工保证措施
后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇带处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。
2.5线管集中处的保证措施
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要求加一个接线盒,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,以确保线管底部的混凝土灌注顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集中处的混凝土截面大量削弱时,宜按预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。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应增设垂直于线管的短钢筋网加强。抗裂短钢筋网采用Φ6-Φ8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。
3裂缝的处理方法
在采取了上述综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后,应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作,然后再进行装修。
3.1对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。当裂缝为较大的非贯通缝时,可以通过在找平层中增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强。
3.2其它一般裂缝处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。
3.3当裂缝较大时,应沿裂缝凿成人字凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
3.4板底较大的贯通裂缝宜委托专业加固单位采用复合增强纤维、碳纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理,是目前较理想的裂缝补强措施。3.5当楼板出现裂缝面积较大,且通长、贯通的危害结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。或会同设计单位共同处理。
4结语
综上所述,对于混凝土裂缝的控制预防以及治理是一个综合性的问题,需要经过多方面的配合。从目前情况来讲,现浇钢筋混凝土楼板的板面裂缝是普遍存在的,虽然裂缝宽度超过规范限值仅是少数工程的个别现象,但仍需引起足够的重视。防止板面裂缝是混凝土楼板施工的一个关键技术问题,应认真对待。只要从施工及养护等各个环节严格控制,做到精心施工、精心养护,板面裂缝是完全可以避免的,或者可将其程度降低。随着现代混凝土技术的发展和我们对混凝土耐久性研究的不断深入,混凝土材料科学的不断进步和建筑施工技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。