钢筋混凝土现浇楼板裂缝控制

2011-01-31 15:38梁爱弟
科学之友 2011年12期
关键词:楼板现浇塑性

梁爱弟

(湛江市银地建设工程有限责任公司,广东 湛江 524000)

当今,钢筋混凝土现浇楼板出现的裂缝问题普遍存在,随着使用大流动性商品混凝土的增多,裂缝的出现有日渐增多的趋势,它是工程技术人员共同关注的热点话题,也是用户对建筑工程质量投诉最多的问题。产生裂缝的原因是复杂的,一条裂缝的产生和发展往往是多种因素综合作用的结果,只有认真查明原因,才能正确选择预防措施,减少裂缝产生。文章就此根据现浇楼板裂缝的类型和形态,分析裂缝产生的原因,从楼板设计、混凝土质量控制、施工3方面来浅淡楼板裂缝控制的一些措施。

1 裂缝原因的分析

1.1 塑性收缩裂缝

现浇楼板出现的裂缝多数是混凝土塑性收缩早期干缩裂缝。塑性收缩是混凝土在初凝之前的塑性阶段失水形成的。混凝土振捣拖平后,混凝土表面的泌水很快蒸发后,混凝土颗粒之间充满的水随着混凝土表面水分的蒸发,内部水分逐渐向外迁移继续蒸发失水,骨料与水泥之间产生不均匀的沉缩变形,水泥浆体收缩。它发生在混凝土终凝之前的塑性阶段,故称为塑性收缩。根据有关文献试验表明,塑性收缩值一般可达新浇混凝土体积的1%左右,砂率过大和砂含泥量大的大流动性的混凝土甚至达到2%。特别是浇筑大面积的楼板时,当气温高、风大或湿度小时,混凝土内部水分迁移供应不上表面蒸发的速度,混凝土表面的收缩应力大于混凝土的抗拉强度,首先混凝土表面会产生大量不规则的微细裂缝。如不及时抹压与覆盖保湿养护,此类裂缝向内部延伸,并逐渐增长和增宽,直至混凝土达到终凝后才稳定。这种早期干缩裂缝严重时会导致楼板裂穿,楼板渗水。

1.2 干燥收缩裂缝

混凝土的干燥收缩裂缝是施工阶段撤除养护时开始,这种裂缝呈规则,早期短而较细,位于钢筋之间并与钢筋并行,往往不为人们所注意,随着时间的推移,混凝土的蒸发量与干燥量逐渐增大,裂缝逐渐明显。混凝土的养护期过短或楼板强度过高易出现干燥收缩裂缝。

1.3 水化反应的收缩裂缝

水泥反应后反应产物的体积与剩余自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和,形成水化反应收缩。水泥中的矿物成分主要由C3S、C2S、C3A、C4AF组成,其水化反应的浆体收缩量不同,其中C3A收缩率最大(约7%),C3S次之(约2.5%),C2S与C4AF较小。水泥矿物的化学特性,见表1。

表1 水泥矿物的化学特性

在混凝土浇筑后初凝前,水化反应收缩一部分反应在塑性收缩中,如C3A含量大时,混凝土需水量大,早期失水快加剧混凝土的早期裂缝的出现。此外,应避免不同品种水泥混用,因不同的水泥凝结时间速度、收缩值均不同,混用会导致混凝土开裂。

1.4 一般常见的裂缝

(1)十字交叉裂缝:现浇钢筋混凝土板十字交叉裂缝其主要原因在于各施工不当。如板中心穿线管相互交叠未设线盒,削减混凝土有效厚度,楼板沿线管边开裂。

(2)外墙内转角45 °圆弧形裂缝和板面45 °的角裂:其原因是板面变形受到梁柱限制的特定情况,若设计上未防止角裂的扇形钢筋或设置的长度不够、数量不足,浇筑混凝土时把面筋和角筋踩至板中,减少负筋设计受力的计算有效高度等原因造成板角裂。

(3)板跨中直线贯穿裂缝:板底筋保护层过厚、配筋不足、混凝土强度低等施工原因,致使实际承载力小于设计值造成板裂。

(4)板面不规则裂缝:产生塑性干缩裂缝或模板刚度不够而下沉拉裂。

2 控制措施

2.1 设计

(1)在保持板的配筋率的情况下,板配筋采取细与密原则,间距在100~150 mm之间比较合理。

(2)在转角处设置数量足够扇形放射筋,长度不要太短,间距不宜大于100 mm,防止45 °角裂。

(3)合理布置楼板中穿线管的位置,可在梁或离梁剪力较小的部位设置。如遇到穿线管较密处,应在穿插线管上增加钢筋网。

(4)屋面板的底筋与面筋都设置为直通筋,即是“双层筋”设计,它能有效防止由于温度应力产生的裂缝。

(5)普通楼板混凝土的强度等级不要大于C30,如考虑板的受力情况,建议增加板厚或板配筋率,满足设计要求。

2.2 混凝土的质量控制

(1)选择原材料:不要用早强水泥和细度大的水泥,水泥中的矿物C3A含量小于10%,这样可减缓水泥浆体的收缩速度和减少收缩量。采用一级或二级粉煤灰作混凝土的掺合料,砂石颗粒级配要良好,含泥量和泥块含量符合标准要求,这样会减少混凝土中的浆体量,使混凝土的收缩值降低。

(2)优化混凝土配合比设计:根据工程所处条件,选择原材料,对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计。在满足混凝土的工作性能的条件下,尽量降低砂率,使粗骨料含量增大,在相同的条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。在进行配合比设计时,应在满足强度要求的前提下,选择最佳的水泥量,选用水化热和收缩小的水泥可有效减少混凝土的裂缝。

(3)混凝土生产过程质量控制:①严把原材料入库质量关,各种原材料质量要符合要求。②搅拌设备的计量要准确,骨料误差为±2%,粉料与外加剂在 1%以内。③根据不同时段生产用砂的粗细,水泥、掺合料与外加剂的相适应性,以及其他原材料的变化,分时段抽取混凝土检测表观质量,及时调整合适的生产配合比。④严格控制混凝土的水灰比,入模混凝土的坍落度控制在设计值范围内,因为混凝土中用水量越大,坍落度越大,则收缩就越大。

2.3 施工质量控制

(1)浇筑混凝土前检查模板的刚度是否满足要求,特别是用木杆(私人建房)作底支撑的模板安装一定要稳固,因为混凝土初凝后,这时混凝土的强度非常小,如模板下沉变形时楼板就会被拉裂。

(2)充分淋湿模板后再浇筑混凝土,防止模板吸水过大,引起混凝土起皮、开裂。

(3)严格控制混凝土的入模坍落度。工人为了片面追求施工方便,往往使混凝土的出机坍落度比设计增大很多,甚至往混凝土(特别是商品混凝土)任意加水,浇筑后的混凝土表面有很厚稀浆层,其内部疏松,沉陷量增加,混凝土收缩增大。

(4)采用二次振捣、二次抹面工艺。施工时具体作法是:第一次振捣,混凝土入模后采用插入式振捣器,振捣梁内混凝土至板底,然后用平板式振捣器在板面上成排搭接,依次振捣找平;第二次振捣,根据现场测出混凝土浇筑后坍落度损失到30~50 mm的时间,用平板振捣器按第一次振捣的顺序进行第二次振捣,其意是待混凝土沉缩一阶段后,通过第二次振捣,混凝土中的游离水易泌出表面,消除其塑性裂纹,混凝土更加密实;第一次抹面在第二次振捣后,用刮杠将板面混凝土找平,然后用木抹子抹面;在混凝土终凝前即用手指按稍软时进行第二次抹面,第二次抹面人工用木抹子施加一定的压力螺旋方向搓压,或用磨浆机装上磨盘进行机械抹压,使出现的塑性裂缝愈合。通过以上方法可有效消除混凝土裂缝。

2.4 混凝土的养护

在二次抹面后,立即在楼板表面加盖塑料薄膜或湿麻布,采取保温、保湿措施,预防日晒、大风、湿度小等因素造成混凝土表面失水以及表面温差产生干缩裂缝。对掺入UEA类微膨胀剂的混凝土,在硬化初期,使其处于潮湿状态养护,使膨胀剂充分发挥膨胀作用,可有效补偿因混凝土收缩而产生的干缩裂缝。如微膨胀混凝土楼板不及时覆盖保湿养护,更易产生裂缝。在混凝土终凝以后即开始进行浇水养护,浇水的次数以能保持混凝土表面湿润为宜,养护时间应不小于14 d,强度等级越高的混凝土保养时间应适当延长。

混凝土养护幼龄时期(常温下1~3 d)应防止脚手架、钢筋、模具等过早集中堆放在楼板上,特别是防止上述荷载冲击振动混凝土及模板支撑,造成混凝土产生隐患和裂缝。按《混凝土结构工程施工及验收规范》规定,已浇混凝土强度未达到1.2 N/mm2以前不得在其上践踏或安装模板及支架。

3 结束语

预防与抑制混凝土板面裂缝是一项综合性工作,虽然不可能杜绝楼板裂缝产生,但完全可以采取措施减少裂缝的出现。我认为,首先混凝土的规范施工保养是关键,其次是严格控制混凝土质量、合理设计等方面措施相结合,现浇混凝土楼板裂缝将有望得到控制。

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