张明辉
(山西一建集团有限公司,山西 临汾 041000)
多年以来,由于城市建设和工程技术的迅速发展,钢筋混凝土结构在城市中得到了大家的认可。但现浇混凝土结构楼板的裂缝是建筑中比较常见且难以解决的问题之一,而且钢筋混凝土结构中的裂缝会导致结构刚度变小,变形增大,抗裂性差、耐久性减少等。以下主要对混凝土产生裂缝的原因进行分析,并给出相应的预防措施。
混凝土裂缝是建筑施工中一种常见问题,按其产生时间可以划分为两大类:①施工期间出现的裂缝。②使用期间出现的裂缝。在实际工程中,裂缝一般发生在施工阶段,此种裂缝应该引起人们注意。按其成因及裂缝大小判别是否对工程不利,又可将其分为有害裂缝与无害裂缝两种。
①混凝土结构产生的裂缝对耐久性产生影响。②裂缝贯穿结构层。③混凝土结构的裂缝明显且有渗漏水。④裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水。⑤裂缝的宽度大于0.2 mm,且不能自愈。⑥裂缝密度呈网状。⑦裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。
①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影响。②裂缝无渗漏水,且不贯通。③裂缝宽度小于0.2 mm,且不渗漏水。
现浇混凝土结构裂缝的原因有很多种,以下从设计、材料及配合比和施工条件等几个种类来分析。
①现浇混凝土裂缝主要发生在四周阳台处房间离开阳角大概1 m左右,还有板的负弯矩筋以及角部放射筋末端部位,板内布置线管附近的位置。②设计结构中集中应力产生断面突变的裂缝。③对结构中的构件施加预应力不当,造成裂缝。④对构造钢筋配置不当等引起裂缝。⑤混凝土构件的收缩变形。⑥采用的混凝土强度过高,对收缩不利。⑦各种结构缝设置不当,产生裂缝。
工程中常见的引起裂缝的材料问题是指是水泥、砂、石子等质量存在问题,所以必须要严格控制材料的质量,按设计规范配置配合比,避免造成混凝土不良裂缝。混凝土配合比不当会直接影响结构的强度,造成混凝土开裂,如水泥用量过大、水灰比过大、含砂率不当、骨料种类不适,、外加剂不当等,都可引起混凝土开裂现象。
现浇混凝土结构楼板出现裂缝,原因有以下几个方面。
①水泥品种原因:矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥收缩性大。②骨料粒径过细、含泥量过大、颗粒级配不良或采取不恰当,造成混凝土收缩增大产生裂缝。③混凝土的粉煤灰、外加剂选择不当,掺量不符合要求,增加混凝土收缩产生裂缝。④水泥等级越高、细度越细、早强度提高致使混凝土开裂增大;混凝土设计强度越高,脆性越大,越容易产生裂缝。⑤混凝土强度在未达到1.2 N/mm2前,施工人员在其上踩踏或安装及拆除模版、支架。
①在混凝土施工中,出现一种沉陷裂缝,产生原因为:首先支撑模板刚度不够,挠度过大,施加荷载产生沉陷;其次在施工中震动过大使支撑刚度发生偏移,或混凝土强度在未达到设计强度时就过早地拆除模板及支架。②混凝土水分蒸发快,水泥结石导致裂缝。③浇筑混凝土时,振捣棒振捣或插入不当,漏振、过振都会影响混凝土,导致裂缝产生。④模板安装不当,支撑不足,浇筑混凝土出现漏浆、漏水现象,支撑的地基下沉、过早地拆模都能产生混凝土开裂。⑤混凝土养护不到位,内外温差大,塑料薄膜、草帘、棉毡拆除早,对大体积混凝土未两次抹面,都会产生裂缝。⑥混凝土强度未达到设计强度就上人,堆放钢筋、模板、等材料,承受较大的荷载导致产生裂缝。
①地基基础软硬不匀,沉降不均匀产生沉降裂缝。②楼板承受荷载超负,室内野蛮装修,随意拆除或剔凿承重墙等,引起裂缝。
混凝土徐变造成开裂或裂缝很常见,混凝土截面受弯构件受压徐变,因徐变会产生较大的应力损失,因而降低了结构的抗裂性能。
针对混凝土裂缝这一问题,我们应采取过程控制,应该从以下几个方面着手。
随着近年来科技的不断进步,混凝土技术向着科技化、智能化的方向发展,这要求建设管理者应不断加强自身的学习和提升,充分认识裂缝产生的危害,加强对混凝土结构组成、各种材料对混凝土性能的影响、新工艺过程的学习了解。因此,作为管理人员,应对工程的重要部位、关键工序、施工措施进行严格审查,努力实现控制质量目标,有效地避免有害裂缝的产生。
设计质量是决定工程质量的重要因素,因此,质量控制的预控环节是设计质量控制。一些容易开裂的部位要引起设计人员的特别注意,如深基与浅基、房屋门窗洞口处、高低跨处等,同时要注意地基的沉降不均匀、结构等方面的薄弱环节,在设计中应提高重视。在构件截面允许、配筋率不变且浇筑方便的情况下,钢筋直径、间距变小对预防开裂有利。
在施工前,应做好混凝土配合比设计和试配检验,在满足混凝土设计标号的前提下,尽量减少单位用水量;拌制混凝土时掺制一定量的磨细粉煤灰,降低水泥用量以减少水化热量。合理编制施工方案,对裂缝进行有效控制。混凝土施工方案主要是确定混凝土浇筑量及混凝土施工过程前、过程中、过程后的所有程序、前提、措施施工缝留设的位置等。施工缝设置在剪力较小的部位,例如,柱的施工缝应设置在柱顶或柱底一定距离内。同时混凝土一次浇筑的厚薄也对裂缝有很大的影响,因此要做好混凝土的分层,一般分层厚度不应大于500 mm,冬季施工则不应小于400 mm,确保浇筑混凝土的时间应避开炎热天气和昼夜温差大的时间断。如必须在这段时间内,则应采取措施来控制。例如,炎热天气,对粗细骨料采取遮阳措施,用冷水浇筑混凝土等。
实际工程中大多数裂缝主要是由于施工质量原因而产生的,这就要求施工人员尽量在施工过程中控制裂缝,在使用过程中就可以避免混凝土开裂的发生。因此,施工过程中的裂缝控制是非常重要的,在施工过程中应注意几个问题:①合理选用材料,选择合适的配合比,可以防止裂缝的出现。为了防止混凝土水化热过大,以致产生较大的内外温差,所以应合理选用水灰比,在满足强度要求的前提下,水泥用量可减少。②浇筑、振捣方式合理,例如可采用内部振捣、表面振捣、附着式振捣等。同时应控制振捣时间,既不能太长,也不能太短,保证混凝土有良好的密实性。
养护是混凝土浇筑完毕后必做的程序,其到位与否影响着混凝土强度的好坏,同时其对裂缝的发展也有很大的影响,因此,把好养护关对裂缝的控制有很大的作用。养护的目的是使混凝土尽快达到预定的强度,满足使用要求。使混凝土温度降至外界温度,减小混凝土的内外温差,以便减小温度应力,防止裂缝的产生。混凝土养护有很多种方法,选择合理的养护措施对防止裂缝的产生起到很关键的作用,因此施工人员应制订合适的养护措施,减少裂缝产生的概率。
现浇混凝土结构裂缝虽然是种常见的质量通病,但经过分析研究总结,我们已积累了不少经验。为了尽可能减少结构的裂缝产生,应合理选择材料,提高设计施工质量,避免承受结构荷载以外荷载。只要我们严格按照施工规范、施工规程操作,就能减少混凝土裂缝的产生,从而取得满意的效果。
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构施工规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]湖南大学.土木工程材料[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.