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住宅楼现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因分析

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摘 要 通过对住宅楼现浇钢筋混凝土楼板裂缝内外成因进行分析,以期为住宅楼裂缝防治提供借鉴与参考。

关键词 工程建设 现浇钢筋混凝土楼板裂缝 成因

中图分类号:TU746.3 文献标识码:A

随着城市住宅建设步伐的加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,他们对住房的质量要求越来越高,尤其对一些现浇钢筋混凝土楼板出现的裂缝情况非常关注,担心这些裂缝最终会引发不安全事故。因此,分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因对探索裂缝的防治措施具有极强的现实意义。

1住宅楼现浇砼板的裂缝形成内因

由于裂缝具有较明显的规律性和普遍性,排除了偶然因素的影响(如设计失误施工事故等),它反映了目前在国内外工程结构领域中一个相当普遍的问题,就是建筑物裂缝问题。大量的调查与实测研究证明,砼裂缝原因有两类:第一类是由外荷载直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝;第二类是由变形作用引起的裂缝,变形作用包括温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降变形。

东营地区现浇楼板大量裂缝的出现并非与荷载有直接关系,通过对现浇楼板裂缝现状的调研、分析可以认定,90%以上的裂缝是由变形作用引起的;在变形作用中,由地基不均匀沉降变形引起的裂缝发生的很少,主要是温度变形和收缩变形引起的。由于这两种变形受到约束超过砼的抗拉强度,导致裂缝产生。

砼的收缩变形和温度应力是其本身固有的物理化学性质。砼的收缩包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩。塑性收缩在砼硬化前,时间较短,而碳化收缩在后期。对砼影响最大、时间最长的就是干燥收缩,即干缩裂缝。

再如,温度应力。水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥约放出50.2卡的热量,从而使砼内部温度升高,在浇筑温度的基础上通常升高35℃,如果使施工规范规定的最高浇筑温度28℃,则可使砼内部温度达到六十多度,因为砼内部与表面的散热条件不同,所以中心温度高,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力。

现浇砼楼板是表面系数较大的构件,上述砼的温度应力和收缩变形,如果是完全自由的,变形达到最大值时,内应力为零,也就不会产生裂缝。如果变形受到约束,在完全约束状态下内应力达到最大值,而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程,即为弹性约束状态,亦即自由变形分解为约束变形和显现变形(实际变形),也就是说,在约束状态下,结构首先要求有变形的余地,如结构能满足要求不再产生约束应力;如结构没有条件满足要求,则必然产生约束应力,超过砼的抗拉强度,导致开裂。

所以说,只要砼的温差应力和收缩变形这一固有本性不变,只要有约束存在,现浇砼板的裂缝就是不可避免的。这就是砼楼板裂缝的内在原因,是事物发展的内因。

2住宅楼现浇砼板的裂缝形成外因

一是裂缝的出现与养护条件的关系。干燥的环境对早期砼的抗裂能力有严重影响,国内有关试验表明,湿润养护的砼其极限拉伸值比干燥养护的要大20%-50%。日本学者神田等人曾对养护条件与砼耐久性的关系进行了研究,认为养护条件可改变砼结构、浸透性及吸水性等性能。特别是砼表面,因其早期水分散失,砼强度降低,不能抵消张拉应力,故易产生裂缝。特别是泵送砼多采用“双掺技术”,由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了砼孔结构,当表面水分蒸发散失时,由于保水性好毛细管不易形成,内部水分难以外移平衡,使现浇楼板表面层与内部的湿度梯度增大,表面失水干燥,而引发裂缝。裂缝一旦产生,开始的微裂缝和楔形裂缝的尖端起到毛细管的吸水作用和楔劈作用,收缩应力集中,裂缝向下延伸,此种裂缝一般发生较早,当砼再次经历温差变化及干缩变形时,应力集中于原有裂缝处,致使原有的部分裂缝裂透。

二是裂缝的形成与砼早期扰动的关系。GB50204-92《砼结构工程施工及验收规范》第4.5.4条规定“在已浇筑的砼强度未达到1.2N/mm2以前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。”此时能否在其上进行砌筑活动,值得讨论。而目前的普遍状况是第一天浇筑砼,第二天即开始砌筑,而且施工荷载严重超标,养护随即停止。砼楼板在停止养护的干燥环境下受到过载的扰动,影响了砼的致密性。板并非理想的连续匀质体,它的物质组成很不均匀,加之施工扰动,内部存在很多不均衡点,这些点的集中应力,当受到变形作用时,极易产生裂缝。

三是裂缝出现的部位与薄弱环节的关系。施工缝处,多是接搓处理不细,致使新旧砼衔接不紧密,砼凝固过程中收缩变形引发裂缝。预埋线管部位。在线管预埋时不按规程严格操作,致使线管位置的保护层厚度失控,有的多管交叉,如不仔细处理会使局部截面削弱,抵抗砼变形能力减小,在砼产生温差应力或干缩时,在此位置引发裂缝。早期塑性裂缝,中后期产生的裂缝,有许多是早期裂缝的发展,这种裂缝一般发生较早,在砼浇筑完数小时内便出现,有的干缩裂缝是早期塑性裂缝的延伸。目前随着泵送砼施工工艺的发展,使砼裂缝控制的技术难度大大增加,过去干硬性及预制砼收缩变形约为2.5-3.5?0-4,而现在泵送砼约为6-8?0-4,泵送砼由于流动性与和易性的要求,坍落度增加、水灰比增大,水泥标号提高,水泥用量、用水量、砂率均增加,骨料粒径减小等诸因素变化,导致砼的收缩及水化热作用增加,收缩时间延长,已引起建筑业同行的共识。

总之,现浇楼板裂缝就是在内因外因共同作用下产生的,国内外规范都以最大允许裂缝宽度作为裂缝控制标准,因此不出裂缝只是相对的。