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浅谈顶板混凝土裂缝产生原因及预防措施

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摘  要:混凝土裂缝是 一个相当普遍的现象,是长期困扰工程技术人员的技术难题。几乎所有的顶板施工都会出现不同程度、不同形式的裂缝,特别是近年来预拌商品混凝土的应用以及建 筑结构形式的多样化,使裂缝在施工中出现,引起渗漏、耐久性降低、混凝土碳化等问题。为有效地降低裂缝产生的概率,分析其产生原因、主要影响因素并且根据 具体情况采取预防措施是非常有必要的。

关键词:混凝土楼板;裂缝;成因;预防措施

中图分类号:TU974文献标识码:B文章编号:

Abstract: Concrete cracks is a fairly common phenomenon, long been plagued by technical problems of engineering and technical personnel. Almost all of the roof construction to varying degrees, in the form of cracks, in particular the application of ready-mixed commercial concrete and building structures in recent years the form of diversification, so that the cracks in the construction, caused by leakage, durability, reducing the carbonation of concrete and other issues. In order to effectively reduce the probability of cracks, the analysis of its causes, the main factors and to take preventive measures is necessary depending on the circumstances.

Key words: concrete slab; cracks; causes; preventive measures

一、工程案例

(一)、工程概况

我单位施工的某工程,建筑面积为50729.24 m2,为24栋联排别墅和5栋叠拼别墅,均为现浇混凝土短肢剪力墙结构,在主体结构施工期间,部分混凝土楼板板面出现过一条一条的裂缝,同一板面上裂缝方 向基本一致,间距和长短不一,最大缝宽达2mm,最大深度达3cm;也出现过局部呈现不规则的网络状的裂缝,最大缝宽达1mm,最大深度达2cm。

(二)、裂缝原因分析

1.施工方面原因

(1)混凝土振捣不当

混凝土过度振捣会导致粗骨料下沉挤出水分和空气,表面泌水而形成竖向体积缩小沉落 ,造成表面砂浆层 ,它比下层混凝土具有较大的干缩性能,待水分蒸发后,容易形成表面干缩裂缝;漏振或插捣不当,均会影响混凝土的密实性和均匀性,导致裂缝的产生。

(2)混凝土表面过分抹平压光

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,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土楼板表面龟裂。泌水量大则表面含水量高,使表面早期收缩加大。

(3) 模板吸水量大

夏季施工时,模板在混凝土浇筑之前洒水不够,过于干燥,则浇筑过程中由于模板吸水量大从而引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

(4) 养护不到位

工程主体结构施工大部分时间处于春夏两季。北方地区春、秋季天气干燥且多风,夏 天天气炎热且多雨,由于养护不到位或未采取养护措施容易造成混凝土表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水分,因水分逐步蒸发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。

(5)钢筋工看护不到位

本工程的混凝土施工采用的是墙、梁、板一体性浇筑施工方法,操作简便,节省工 期。但是过程中由于钢筋工的看护不到位,工人施工中也不注意钢筋的保护,把板面负筋踩弯等,造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,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。

(6)混凝土浇筑完毕后上荷载过载及过早承载

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,直接导致楼板产生内伤。

2.设计方面原因

(1)楼板内预埋管过多

楼板内同截面暗埋水、电管线过多,暗埋管线重叠交叉,造成局部楼板强度大大降低且没有加强措施,从而产生裂缝。

(2)结构平面布局突变

结构平面布局突变,刚度相差较大的交接处是应力集中的薄弱部位,混凝土收缩及温差变化易产生裂缝。

(3)结构设计中忽略正常使用极限状态

因为现浇混凝土结构约束度较大,约束应力增加,特别是当前超长、超厚结构成为常用结构,结构设计中只重视承载力极限状态而忽略正常使用极限状态,忽略构造设计及构造配筋的作用,致使楼板出现裂缝的概率较大。

3.原材料的原因

(1)混凝土水灰比、塌落度过大,或使用过量粉砂

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。

(2)外加剂及掺合料种类繁多

外加剂及掺合料种类繁多,对外加剂及掺合料影响混凝土抗压强度的试验较多,但对 稳定性及耐久性的影响则缺乏研究。泵送商品混凝土考虑施工运输等原因,为了延长混凝土初凝时间,通常使用具有明显缓凝作用的外加剂,使混凝土初期强度增长 缓慢甚至不增长,新浇筑的混凝土表面游离水分蒸发速度大于泌水补给速度时,混凝土表面就会产生收缩,由于受到下层混凝土的约束,在已经变得干稠凝固但又是 软弱的塑性混凝土内产生拉应力,导致混凝土表面生成塑性收缩裂缝。

(三)、预防措施

1.针对原材料方面(与搅拌站方面沟通)

(1)混凝土的用水量不得大于1 8 0 k g/m3 ,因为水灰比越大,收缩越大。  

(2)混凝土宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制,同时根据厚度选择水泥品种,并控制掺合料的掺量。粉煤灰在普通钢筋混凝土中的掺量,不宜超过基准混凝土水泥用量的15%。

(3)用于现浇楼板混凝土的细骨料,不能采用细砂和特细砂,因为骨料粒径越大,收缩越小;骨料粒径越细,砂率越高,收缩越大。

(4)可在混凝土中加入纤维等抗裂材料。  

(5)骨料的含泥量必须严格控制,粗细骨料中含泥量越大收缩越大。 砂的含泥量不宜大于5.0%,粗集料(碎石或卵石)的含泥量不宜大于2.0%(本工程楼板的混凝土强度为C25)。

(6)水泥用量适当,因为水泥用量越大,含水量越高,表现为水泥 浆量越大,坍落度越大,收缩越大。  

(7)选择适当的外加剂及掺合料,因为选择不当将严重增加收缩量。  

2. 施工方面控制

(1)混凝土楼板浇捣期间及浇捣后必须采取适当的养护措施,因为忽视对混凝土的 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,尤其在高温下施工,更应经常浇 水或保湿养护,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。早期养护时间越长,收缩 越小,保湿养护可避免剧烈干燥并能有效的降低混凝土收缩应力。在本工程顶板施工中,重点采用了塑料薄膜覆盖的措施,覆盖时间在混凝土一次收面之后进行。同 时在此基础上要求施工队用塑料布加盖一层,并在楼板四周采取措施将塑料布固定牢靠。实践证明这些措施是非常行之有效地,即减少了因炎热天气的干燥和大风带 来的混凝土中游离水分的迅速损失。又保证一定的水份减少蒸发,同时还节约了施工用水,在之后的混凝土浇筑过程中很好地避免了塑性收缩裂缝现象的发生。我公 司将此项做法在多项工程施工中推广应用此法均取得良好效果。

(2)现场浇捣时混凝土的坍落度应控制在1 8 0 左右,坍落度必须在现场逐车检查。

(3)楼板中交叉布线处应采用接线盒,线管不宜立体交叉穿越,预埋管线处采取增设钢筋网片等加强措施。  

(4)混凝土浇筑期间,避免烈日或大风天气浇筑混凝土,否则应采 取防晒及防风特殊措施。

(5)在混凝土浇筑前,应先将模板浇水湿润,避免模板过多吸收混凝土中的水分。

(6)严格控制振捣棒振捣的时间,每一插点振捣时间以20~30秒为宜,一般以混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆和不再冒气泡为止,不显著下沉,表明已振实,即可停止振捣。

(7)合理安排工期,严格控制施工进度,严格施工操作程序,杜绝过早上荷载和过早拆模。由于塑性收缩裂缝是混凝土处于塑性状态时由差异的体积收缩所产生的,减少混凝土表面和其它部位混凝土的相对体积变化是有效的措施。

二、小结

综上所述,对于顶板混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、施工及材料配给等多方面的配合。随着混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信顶板混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。

参考文献

[1] 普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准(JGJ52-2006)

[2] 郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制.2000.11.

[3] 蔡庆.浅谈钢筋混凝土现浇楼板常见裂缝的原因及抑制措施. 《混凝土》2002年第五期.