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现浇混凝土板裂缝的原因及预防措施

时间:2020/6/3 11:57:35 来源:本站原创 点击:63

近年来,随着预拌混凝土及泵送技术的迅速普及,现浇钢筋混凝土结构大量涌现,建筑物的整体性和抗震性等性能也大为改善,但是随之而来的现浇混凝土板裂缝等问题也日益突出。诚然,混凝土是一种非均质材料,其自身的收缩和徐变及温度应力等引起的裂缝问题是不可避免的。尽管其中的一些裂缝在允许范围之内,不会影响到建筑物的质量,但是,裂缝往往是结构将要破坏的前兆。因此,裂缝一旦出现,便会给人以不安全感,便会得不到消费者的认同。如何才能尽量减少和避免裂缝的产生呢?本人从设计、材料和施工等3 个方面,浅谈一点自己的看法。

(一)设计方面

1)现行设计偏重于混凝土的强度,对温差和混凝土的非均质及收缩、徐变特性等多种因素综合考虑不足。

2)结构受力假设与实际受力情况不符,必然会产生不均匀沉降。

3)结构(特别是高层)柱网密,竖性刚性大,而现浇板跨度大,厚度偏小,刚度小,易产生应力集中。

4)配筋方案不佳,采用单层钢筋或钢筋间距较大,未考虑其他因素。

5)伸缩缝、后浇带等设置不合理。

6)预埋管线直径过大或叠放数量过多,造成现浇板面局部混凝土有效截面厚度偏小。

7)混凝土强度等级过高等。

(二)材料方面

1)混凝土颗粒的级配情况。

混凝土颗粒的级配包括粗集料、细集料等大颗粒的级配和水泥、掺合料等小颗粒的级配。若混凝土颗粒的级配不佳,则会造成其空隙率偏大,游离水增多,密实度下降,和易性差,强度降低,极易产生不均匀沉降裂缝。

主要预防措施是追求混凝土颗粒的最佳级配。例如:追求最佳砂率;追求最佳的掺合料及掺量等等。这样可降低水泥用量和水化热。

2)混凝土的有害物质含量情况。

如砂、石的含泥量、石粉含量等,水泥和掺合料中的游离氧化钙、三氧化硫等。若混凝土的有害物质含量高,则极易产生裂缝。

主要预防措施是追求混凝土最低的有害物质含量。例如:选择含泥量或石粉含量低的砂、石。特别是最低的碱含量和氯离子含量。选择游离氧化钙含量低(即安定性合格)的水泥。选择三氧化硫含量低、稳定性好的掺合料等等。

3)外加剂的选择使用情况。

若外加剂的选择使用不当,则极易产生裂缝。

主要预防措施是:掺加与水泥适应性良好、凝结时间正常、改善效果明显的外加剂。如改善混凝土拌合物的和易性,推迟热峰的出现时间。微膨胀、抗裂缝等效果良好等等。

4)混凝土拌和物的匀质性。

混凝土拌合物的匀质性差,特别是水泥、缓凝剂的不均匀等,则会造成混凝土凝结时间的不一致,即混凝土强度的不一致而形成裂缝。

主要预防措施是追求混凝土拌合物的匀质性。例如:搅拌均匀、延长搅拌时间等等。

通过改善混凝土的材料及配合比设计,在一定程度上可以减少混凝土自身因素所造成的沉降裂缝、塑性收缩裂缝和温度应力裂缝等。

(三)施工方面

1)地基土质不匀、松软,或回填土不实、浸水,或者模板刚度不足,支撑间距过大或支撑底部松动等,导致混凝土在浇筑过程中或浇筑后产生变形,从而使混凝土在早期硬化过程中即被拉裂。

主要预防措施是对地基进行夯实加固。保证模板有足够的刚度,且支撑牢固。防止混凝土浇筑过程中或浇筑后地基被水浸泡等等。

2)混凝土浇筑过程中施工人员行走频繁,任意践踏钢筋,导致上层钢筋弯曲或下沉,尤其是不注意保护负弯矩钢筋,降低了保护层的有效高度,造成现浇板产生裂缝。

主要预防措施是加强对钢筋的保护意识。在混凝土浇筑前或浇筑过程中及时整修变形钢筋,要保证四周阳角处、预埋线管处、大跨度房间处的钢筋间距、保护层厚度等。在混凝土浇筑时,铺设临时性活动跳板等等。

3)混凝土振捣不均匀。若混凝土过振,则粗骨料下沉,表面泌水而形成纵向体积缩小沉落,造成表面水泥砂浆层易产生纵向收缩裂缝。若混凝土漏振、欠振,则易产生横向收缩裂缝。其次,水泥砂浆层中的氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致现浇板面龟裂。

主要预防措施是振捣要密实,必须用振动棒。要均匀振捣,既不要漏振、欠振,也不要过振。振捣时间宜为10~15 秒。临近初凝时,必须用平板振动器对表面混凝土进行二次振捣。然后用木抹找平、抹面。在此要强调的是,现浇混凝土板的诸多裂缝,都可以在裂缝的初、中期通过表面修整以降到最小程度。

4)混凝土养护不到位。这是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。由于高温、大风会使混凝土表面失水过快,造成混凝土的体积急剧收缩,而这种收缩又受到模板、骨料等的约束而引起拉应力,此时因混凝土本身的抗拉强度很低,故混凝土在这种塑性收缩作用下极易产生裂缝。

主要预防措施是加强对混凝土的养护,特别是早期阶段的养护。必须及时用塑料薄膜进行覆盖。终凝后,必须及时浇水保养,保湿养护7 天~14 天。(当日平均气温低于5 摄氏度时,严禁浇水。混凝土表面不便浇水或使用塑料布时,宜涂刷养护剂)。

5)现浇板面过早承受荷载。《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204规定:混凝土强度达到1.2 兆帕前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。但实际上大部分项目为了抢工期,在混凝土强度未达到1.2 兆帕时,便开始进行吊装材料、砌砖等作业,人为造成了现浇板面裂缝。

主要预防措施是严格按照操作程序施工。杜绝过早上荷载和过早拆模板。

总之,通过设计、材料和施工等3 个方面的严格要求与改善,现浇混凝土板的裂缝是可以减少和避免的。

Mehta(美特)整体论模型是:一个不透水但存在微裂缝且多孔的混凝土→经侵蚀冷热循环、干湿循环→混凝土结构微裂缝增加、相连→水的渗入,有害物质侵蚀→混凝土膨胀、钢筋锈蚀、碱骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀使混凝土强度和刚度降低→开裂破坏与整体性丧失。

模型清楚地表明:混凝土的不透水性是任何物理、化学破坏过程中的第一道防线。因此,通过设计、材料和施工等3 个方面的严格要求与改善,不仅可以减少和避免混凝土的裂缝,而且对混凝土的可持续发展,即节约利用混凝土原材料、提高混凝土结构耐久性有着非常重要的意义。