周芳輝
(廣東順德碧桂園物業發展有限公司,廣東 順德 528312)
混凝土的抗拉強度很低,較易產生裂縫,而裂縫產生的原因比較復雜,影響混凝土產生裂縫的因素也較多,諸如結構受力及約束狀況、原材料質量、混凝土的設計配合比、施工方法及環境因素等,都對裂縫的出現會產生直接的影響,而且這些影響因素相互疊加,因此必須采取綜合控制的手段和措施來對混凝土樓板裂縫進行控制。
一.首先在施工前對混凝土樓板可能產生的裂縫進行分析,對可能產生裂縫的種類、原因及裂縫程度進行分析,并采取相應的措施加以控制,只有控制措施合理得當、有針對性,才能保證裂縫控制的效果。裂縫分析需參照以下展開:1)結構的設計情況:結構尺寸、結構類型、配筋情況、混凝土強度等級及其它性能要求;2)施工方法:混凝土的供應方式、水平及垂直運輸方法、混凝土坍落度要求、澆筑程序、養護方法等;3)環境條件:氣溫、濕度、風速、雨量及其他天氣情況等。
二.樓板裂縫的控制方法有多種,要針對裂縫的形成原因和類別進行分析,并有重點地采取最有效的控制措施以達到最佳的效果。以下將從結構設計、原材料及混凝土配合比和施工控制幾方面進行對裂縫控制的分析。
1.從混凝土結構方面進行裂縫控制分析:混凝土結構的設往往忽視了以下問題:未充分考慮混凝土的變形裂縫,未配制相應的抗裂鋼筋;未考慮結構約束過大對產生裂縫的不利影響,無減少約束的措施;采用高強混凝土雖然降低了自重荷載,但未考慮其增加開裂的可能性,無相應的抗裂要求。因此鋼筋混凝土的設計應增加抗裂措施的內容,在容易產生應力集中和變形的部位增配構造鋼筋,并在結構中考慮到混凝土產生裂縫的各種可能性。
混凝土的結構設計的控制方法主要有:增加餛凝土耐久性要求,并提出具體的耐久性指標;混凝土結構形式應合理,對可能產生應力集中的部位要配制構造筋;對于強約束的結構應適當留有變形余地,以減少約束力,有些結構之間可考慮設置滑動層;在可能產生裂縫的部位增配構造筋,構造筋宜使用直徑較小的變形鋼筋,也可采用鋼筋網片;在荷載及構造要求允許的情況下,使用低強度等級的混凝土。
2.原材料及混凝土配合比的控制分析。原材料品種、質量狀況及混凝土配合比對混凝土的抗裂性能影響很大,如厚大體積的混凝土,水泥使用不當將產生溫度裂縫,砂石含泥量和泥塊含量過高將加劇混凝土的干燥收縮,礦物摻料及外加劑的使用也應在滿足混凝土一般技術要求的基礎上避免引起變形,同時在確定混凝土配合比時應考慮其抗裂性能。原材料及材料的配合比應做好以下控制:
(1)根據裂縫分析選擇原材料。選用水泥應揚長避短、綜合考慮加以確定。一般為了防止產生溫度裂縫應選用水化熱較低的水泥。選用低熱膨脹系數的骨料,嚴格控制砂石含泥量和泥塊含量,盡量不使用細砂或特細砂,使用連續級配的石子,否則應采用人工級配使其滿足要求。混凝土中摻入礦物摻料對降低水化熱減少混凝土收縮變形有一定作用,但因各種礦物摻料性能不同,也會帶來其它問題。如細度很細的摻料需水量很大,易造成混凝土塑性收縮或者干燥收縮。所以選擇礦物摻料需要根據混凝土要求和原材料性能綜合分析確定。
另外要采用合適的外加劑。合適的外加劑能夠有效地改善混凝土的某些性能,提高混凝土的抗裂性能。摻加膨脹劑可以補償混凝土的早期收縮,防止產生收縮裂縫,所以,目前膨脹劑應用較多。但是膨脹劑適宜用在有適當配筋率、有一定約束的混凝土結構中,同時因產生水化熱,摻膨脹劑的混凝土需水量較大,故必須加強養護。
(2)盡量降低用水量和水泥用量。含水量和水泥用量較高是產生裂縫的主要原因,控制混凝土的用水量必須控制坍落度,提倡使用塑性混凝土,盡量不使用大流動性的混凝土,同時摻加引氣減水劑改善混凝土工作性。實踐證明,混凝土具有良好的工作性比具有較大的坍落度易于澆筑,故應將改善工作性放在第一位,并采取增加礦物摻料用量,改善砂石級配,或者摻入引氣劑等措施改善混凝土工作性。降低水泥用量的其它措施是摻加礦物摻料,它不僅代替一部分水泥,而且能夠有效地降低水化熱和混凝土自收縮。
3.在施工中進行裂縫控制。下面針對常見的塑性裂縫、溫度裂縫和干縮裂縫,來分析對裂縫的施工控制。
(1)塑性裂縫的施工控制方法與措施:不能隨意提高混凝土的坍落度;保持適宜的攪拌時間防止混凝土離析;在混凝土初凝前進行二次壓光。混凝土澆筑后表面會產生泌水,泌水較多時應清除,待泌水消失后對混凝土表面進行二次壓光,也可在混凝土終凝前用平板振動器進行二次振搗,以排除混凝土中的空隙和水分;混凝土初凝后及時用草簾等物覆蓋,立即進行保濕養護。
(2)溫度裂縫的施工控制方法與措施:
①控制混凝土溫度。發生溫度裂縫的主要原因是混凝土存在溫度梯度,因此控制混凝土溫度是首要的措施。控制棍凝土溫度主要是控制入模溫度、內部最高升溫及降溫速度。
要控制混凝土的最高升溫,必須控制其入模溫度及絕熱升溫,其中,絕熱升溫主要與水化熱有關,應該使用中低熱水泥,并適當摻加礦物摻料,而控制入模溫度就需要在混凝土施工過程中,控制原材料及混凝土的溫度。為了降低混凝土入模溫度,還應防止混凝土在運輸過程中升溫,所以應盡量縮短混凝土運輸距離,并用濕麻袋覆蓋泵管。另外因夜間氣溫較低,可在環境允許的前提下安排夜間施工。為防止產生溫度裂縫,還必須控制混凝土的降溫速度。混凝土在降溫過程中會產生收縮,使外部混凝土承受拉應力,降溫速度過大,混凝土容易開裂。為避免過大的降溫速度,宜延長拆模時間,利用模板對混凝土保溫、保濕。
②做好混凝土的澆筑控制。為了有利于混凝土的散熱,減少混凝土的約束,使混凝土留有變形的時間和空間,對于現澆鋼筋混凝土樓板應控制其澆筑程序,采用分段施工的方法,各個段間可設置變形縫。
③做好混凝土的養護。養護是混凝土施工的常規程序,對于混凝土的抗裂措施而言,良好的養護是極其重要的。混凝土養護的目的是保證混凝土具有一定的溫度和較穩定的溫度和較高的濕度,使混凝土具有良好的硬化環境,避免產生較大的變形。
(3)干燥收縮裂縫的施工控制措施:干燥收縮裂縫的施工控制與上述兩種收縮裂縫的控制相同。由于干燥收縮裂縫主要是混凝土中的毛細水蒸發過快所致,而且此種收縮又是一個比較長的過程,故在混凝土施工時應使其達到最大密實。另外必須保證混凝土有較好的勻質性,因混凝土多在最薄弱的地方開裂,如果勻質性較差,存在較多薄弱部位的話,也會增加了開裂的機會,因此要在施工過程中保證混凝土原材料的品種一致,準確計量,澆筑時做到不過振或漏振,以預防產生干燥收縮裂縫。總之,現澆混凝土的樓板出現裂縫的原因是多方面的,而對裂縫的控制也有多種方法。因此,要根據具體工程的特定條件,結合不同的影響因素,對裂縫的產生進行預見性的分析,從而及時采取可預防的措施,積極進行預防和控制,以提高建筑產品的質量。
[1]王鐵夢,建筑物的裂縫控制,上海·科學技術出版社。
[2]劉方,現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及防治,山西建筑。