簡析現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因及防治

劉 虎

1 概述

長期以來,不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中,現(xiàn)澆混凝土樓板的工程越來越多。這一技術(shù),加快了混凝土的澆筑速度,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,對提高現(xiàn)場文明施工,縮短工期起到了巨大的作用。但是,由于對混凝土裂縫問題認(rèn)識上的偏差,或重視程度不夠,混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍。混凝土的裂縫問題仍是嚴(yán)重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問題。

2 原因分析

混凝土是多組分復(fù)合材料,在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種材料變形不一致,互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力,造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見的微細(xì)裂縫,我們一般稱為微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的,互不連貫,但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化,養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下,裂縫開始擴(kuò)展,并逐漸互相連通,從而出現(xiàn)較大的肉眼可見裂縫,嚴(yán)重的形成樓板上下貫通縫,這就成為有害裂縫。現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,概括為以下幾點(diǎn):

1)溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。溫度裂縫主要在夏季炎熱天氣和冬季(氣溫高于35℃和低于5℃)施工時(shí)容易出現(xiàn),裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后3 d～5 d,最快的 1 d即出現(xiàn),初期裂縫很細(xì),隨著時(shí)間的發(fā)展而斷續(xù)擴(kuò)大,甚至達(dá)到貫穿的情況,其寬度最大可達(dá)1 mm～3 mm。

水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱能,使混凝土溫度升高,水泥水化熱在1 d～3 d可放出熱量的50%,結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度高達(dá)55℃～70℃。因此,混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同,形成內(nèi)外溫差,造成溫度變形和溫度應(yīng)力。溫度和內(nèi)外溫差成正比,當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。

2)鋼筋安置不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。在鋼筋混凝土施工過程中,鋼筋的制作、加工和安裝是否正確合理,直接影響建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。在實(shí)際鋼筋工程施工中,通常會(huì)出現(xiàn)以下問題:受力鋼筋位置出現(xiàn)重大失誤、受力鋼筋搭接不合理、受力鋼筋錨固長度不夠、受力鋼筋的混凝土保護(hù)層偏差過大、構(gòu)造配筋過少。

3)施工方面產(chǎn)生的裂縫。彈性變形及支座負(fù)彎矩;伸縮縫施工不慎而造成的板面裂縫;混凝土水灰比、坍落度過大或使用砂含泥量大;混凝土施工過程中過分振搗,模板、墊層過于干燥;混凝土澆搗后過分抹干壓光和養(yǎng)護(hù)不當(dāng);澆搗混凝土板筋保護(hù)層不夠;澆搗混凝土?xí)r升降機(jī)口混凝土渣沒清理。

4)使用方面的裂縫。建筑物使用方面的裂縫,工業(yè)廠房裂縫的成因是改變使用功能。如一些工業(yè)廠房設(shè)計(jì)是輕工業(yè)廠房,建成投產(chǎn)后改為設(shè)備廠房;原設(shè)計(jì)荷載取值輕,而大量生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入,產(chǎn)生了超原荷載的一倍甚至幾倍重量。有的廠房原設(shè)計(jì)是成品倉庫,建成后變成原料倉,這些都是造成廠房裂縫的主要原因。

綜上所述,這樣的裂縫對結(jié)構(gòu)的承載力、防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋腐蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

3 對現(xiàn)澆樓板裂縫的防治

3.1 設(shè)計(jì)方面的控制措施

設(shè)計(jì)者在民用建筑工程中不要一味追求使用高強(qiáng)度等級混凝土。C20級能滿足要求,就不要使用C30級。

3.2 施工方面的控制措施

1)嚴(yán)格控制混凝土配合比,嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,選擇級配良好的石子,嚴(yán)格控制砂石含泥量。盡量不用細(xì)砂配制高標(biāo)號混凝土。2)澆筑混凝土前將基層和模板澆水濕透,但不得有明水存在。3)現(xiàn)場攪拌的混凝土要保證攪拌時(shí)間,即嚴(yán)格執(zhí)行GB 50204-2002第 4.3.2條的規(guī)定;嚴(yán)格控制外加劑的摻量,計(jì)量一定要準(zhǔn)確,并按使用說明書要求操作;在混凝土初凝期注意抹壓的時(shí)間和方法,抹面應(yīng)在表面泌水完全排除時(shí)進(jìn)行,抹面時(shí)應(yīng)用力抹壓,以閉合已產(chǎn)生的微裂紋和泌水孔;設(shè)計(jì)好大面積混凝土澆筑時(shí)的路線,避免干擾已初凝的混凝土。4)模板要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,支撐牢固,按規(guī)定時(shí)間拆模。5)提倡使用平板振搗器,因?yàn)檎駬v棒振搗想不碰鋼筋是不可能的。6)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)對混凝土加以覆蓋或噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)劑,防止水分蒸發(fā),不要只重視進(jìn)度而忽視質(zhì)量,在混凝土強(qiáng)度達(dá)到7.2 N/mm2前,不得上去踩踏或進(jìn)行施工。7)提倡使用商品混凝土澆筑樓板,筆者發(fā)現(xiàn),在同一個(gè)工程的同一層樓面上,用商品混凝土的比現(xiàn)場拌制的混凝土裂縫要少得多,而且寬度也小很多。

4 需進(jìn)一步研究和探討的問題

針對現(xiàn)澆樓板容易出現(xiàn)的一些非結(jié)構(gòu)性裂縫現(xiàn)象,根據(jù)實(shí)際操作過程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、原因分析,收集一些切實(shí)可行、合理、可操作的施工工藝和措施,具體如下:

1)預(yù)拌商品混凝土廠應(yīng)積極與施工單位配合,保證建筑結(jié)構(gòu)的使用要求,混凝土的試配應(yīng)滿足泵送混凝土的防裂要求,不應(yīng)單純地追求高強(qiáng)度、高速度、高效益。

2)設(shè)計(jì)應(yīng)對現(xiàn)澆混凝土樓板防裂采用配套措施,對重要結(jié)構(gòu)板內(nèi)應(yīng)配雙層鋼筋,提高混凝土的極限拉伸能力,防止板面混凝土的開裂。

3)施工單位也要提高認(rèn)識,加強(qiáng)管理,控制好工序的質(zhì)量,而監(jiān)理工程師也要對混凝土施工實(shí)行旁站監(jiān)理,加強(qiáng)監(jiān)督,以確保工程質(zhì)量。