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浅谈现浇板裂缝产生的原因与控制

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摘要 :通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土自缩、建筑材料、施工技术等方面的专著,对住宅现浇板裂缝生的原因分析,总结出一些预防现浇板裂缝的措施、列举工程实例。

关键词 现浇板裂缝原因 控制

中图分类号:TV543文献标识码: A

1、前言

近年来,现浇板逐渐取代了传统的预制板,由于使用了现浇楼板,大大提高了房屋的整体性、抗不均匀沉降性和结构安全性,但板裂缝也随之产生了。例如某单位职工集资房4幢,建筑面积约2万m2,框架结构,全部为现浇板,板厚100~120mm,商品混凝土,强度等级C20,楼板与梁连接处均配负筋,房屋高5层,房屋约长78m,无伸缩缝,无加强带,基础采用挖孔桩。工程竣工时发现现浇楼板有细小的裂缝。经现场检查发现,4幢房屋部分现浇板存在裂缝,开裂户数达50户,占总户数250户的20%,位于板角处的裂缝占绝大多数,约占总数的90%,其缝宽一般在0.05~0.3mm。

2、裂缝原因分析

(1)引起裂缝的首要原因是混凝土的收缩。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到支座(基础或柱)的约束,不能自由伸展,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,必然引起现浇板的开裂,开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方,所以板的裂缝绝大多数产生在板角处,其走向与板的对角线相垂直。

(2)温度应力引起的温度裂缝。温度应力形成一般分为早期应力、中期应力、晚期应力。早期温度应力:混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天,在此期间水泥放出大量的水化热,同时混凝上弹性模量的急剧变化,由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。中期温度应力:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加。晚期温度应力:混凝土完全冷却以后的运转时期,温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。因水泥具有快硬、高强、水化热大的特点,再加上该房屋的主体施工发生在夏季,混凝土浇捣后又未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。另外,室内外温差变化较大,也要引起一定的裂缝。在调查中发现房间周边及顶层的裂缝居多。事实上许多裂缝往往是混凝土收缩及温度变化综合引发的。

(3)结构体型突变及未设置必要的伸缩缝。开发商为了提高土地的利用率,房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就要引起裂缝的产生。另外,平面布局凹凸较多,即转角也越多,这些转角处由于应力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收缩及温差变化易于产生裂缝。

(4)施工工艺不当引起的裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。由于混凝土施工时原材料搅拌不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着抗拉能力很低的部位。故产生了裂缝;在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;为了赶工期,过早对现浇板加施工荷载,由于现浇板未达到足够的强度不能承受大量的施工荷载,以及吊装产生的震动等使现浇板产生了裂缝。

3、裂缝的控制

上述裂缝均属非结构受力因素所引起的,但现浇板裂缝既影响美观,同时会影响抗渗效果,也易造成水分侵蚀钢筋,影响结构的安全性和使用耐久性。因此,针对上述裂缝产生的原因,总结出一些防治措施,并在建筑施工中重点加强管理。

(1)加强现浇板浇捣后的养护。混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在气温高或风速大的天气施工时,更应经常浇水养护,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。同时,对水泥砂浆地面,也要严格按施工顺序操作,并加强养护,经常使地面处于湿润状态,也能有效地抑制地面裂缝的产生。此外要加强混凝土表面的抹压,可在混凝土初凝后,终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。

(2)、配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配好的骨料,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土的抗裂强度。

(3)、在板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝,此外配筋较多时,相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展,根据裂缝距板角的距离,辐射筋长度为1.5m左右。

(4)、平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝、设置加强带或在混凝土中加ZY抗渗剂。平面转角过多,即薄弱部位越多,而这些部位由于应力集中,往往是裂缝的多发区。

(5)、混凝土用砂应采用中粗砂,如砂粒过细,砂的含泥量超过标准,不仅降低强度,也会使混凝土产生裂缝,这是因为泥的膨胀性大于水泥膨胀性的缘故。

(6)、在高温天气,尽量选用低热或中热水泥配置混凝土,同时在混凝土中掺加缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热,或掺入高效减水剂,以改善和易性,减少水泥用量,减小水化热来控制裂缝的产生。

(7)、混凝土施工时原材料应搅拌均匀,控制好水灰比,同时使运输和浇筑过程中不产生离析现象,使同一块混凝土中抗拉强度均匀。

(8)、严格控制板面负筋的保护层厚度。现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起,另外,采用铁马凳或定型塑料马凳等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面负弯矩钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度应控制在规范范围内。

4、应用案例:

在建筑面积为2万m2,3幢框架住宅全是现浇楼板的一小区建筑施工中,由于认真分析研究了现浇板容易出现的一些非结构性裂缝的原因,对症下药,采取了一些防治措施。 由于防治措施在前,现浇板出现裂缝现象的户数仅12户,占总户数240户的5%,收到了较好的效果。要彻底消除裂缝现象,尚有待不断提高施工技术水平和不断积累施工经验,采用更为科学、有效的解决方法,同时需要广大建筑工程工作人员的共同努力。

参考文献

[1] 周宏.建筑工程现浇板裂缝通病的防治[J]. 山西建筑. 2009(31)

[2] 李始金.现浇钢筋混凝土楼板裂缝及其控制[J]. 广东建材. 2005(12)

[3] 陈玉龙,李士龙.民用住宅现浇板裂缝产生的原因与防治[J]. 黑龙江科技信息. 2009(30)

[4] 胡玉建.现浇混凝土结构施工中应注重的问题[J]. 工程质量. 2006(01)