駱仲鋒
(蘭州軍區總醫院工程建設指揮部,甘肅 蘭州 730050)
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談現澆混凝土結構裂縫的危害及成因分析
駱仲鋒
(蘭州軍區總醫院工程建設指揮部,甘肅蘭州730050)
摘要:在鋼筋混凝土的施工作業中,裂縫的產生是一種帶有普遍性的常見現象,其根本原因是由于應力釋放的效應所產生的結果。因此在建筑領域,鋼筋混凝土的結構性裂縫也是一個較難克服的世界性難題。對于建筑物來講,混凝土裂縫的危害輕則會影響業主對房屋的正常使用,重則會危及建筑物的結構安全,并大大降低其正常的使用壽命。本論述從不同角度對鋼筋混凝土的結構性裂縫所造成的危害進行了闡述,分析了混凝土裂縫的一些誘因,并透過誘因對施工方法進行了更進一步的探討,對在施工期如何有效規避和合理控制混凝土裂縫具有一定的借鑒意義。
關鍵詞:混凝土;澆筑構件;結構裂縫;成因分析
DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.020
施工裂縫對于建筑物而言,僅僅影響美觀還是次要的,長期暴露的裂縫由于滲漏或雨水侵蝕將會引起鋼筋銹蝕,破壞建筑結構的整體穩定性,降低其剛度和耐用度,從而大大降低整體結構的耐久性,影響建筑物的正常功能發揮和使用壽命。因此,解決混凝土的施工裂縫,是建筑企業在生產實踐中不容忽視的一個重要環節。
業界公認,鋼筋混凝土裂縫是影響建筑工程質量的一大通病,同時隨著公眾維權意識的逐步增強,由該問題引發的質量投訴案件呈現逐年增加趨勢。眾所周知,在澆灌鋼筋混凝土構件時所生成的裂縫,是國際建筑行業公認的比較難以從根本上解決的困局之一。這些裂縫可能會出現在梁柱、墻體、樓板、檐口、門窗和預埋管線的接縫處,有些表現為淺表性,有些則是貫通傷,對于超大構件甚至還會產生隱藏在內部深處的暗紋,只有通過超聲探傷設備才能查出問題。
筆者結合多年從事建筑施工管理工作的經驗,根據工程中經常出現的實際問題,分析了鋼筋混凝土構件產生裂縫的危害和形成原因,并提出了相應的注意事項和預防措施。
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他混合填料為基料,經過充分地混合、攪拌、成型、振搗而形成的非均勻并且具有脆性特質的材料集合體。由于眾多材料本身獨特的物理和化學特性,混凝土在凝結成型的過程中,自然而然就會形成大量的孔隙、氣穴和微小裂縫,正是因為存在著這些無法回避的原始性缺陷,所以,裂縫問題才被建筑行業視為會直接造成混凝土施工質量問題的一個必須高度重視的極為重要的環節。
從理論上來講,微裂縫通常并無太大的危害,對混凝土構件在承重、防滲及其正常使用功能上也不會產生很大危害。但是當混凝土構件在受到承重荷載或遭受環境溫差變化等作用后,微裂縫就會不斷地發生擴展、延伸,并且逐步連通直至成片,最終轉化成為肉眼能看得見的較大裂縫,當這些裂縫得不到及時修復的時候,空氣中的二氧化碳、二氧化硫等有害氣體、酸性媒介以及雨水、施工污水等雜質成分,都會沿著這些縫隙滲入混凝土內部,加快鋼筋骨架的銹蝕,與堿集料發生化學反應,并加快碳化速度的發生,從而引發混凝土構件耐久性的下降,縮短建筑物的使用壽命。
事實上,混凝土結構裂縫產生的原因是多方面的,而且也很復雜,客觀上有材料因素、施工環境及溫度變化等因素,同時也會有設計、施工、監理、安全使用等方面的主觀因素。總之,鋼筋混凝土結構裂縫產生的原因和變化種類很繁雜,要想從根本上解決混凝土施工中的裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手,正確判斷、合理配料、按規程施工,并在業主后期的使用過程中,注意科學合理地安排裝修,經常檢查并盡早發現問題,及時通知專業技術人員進行維修處理。
2.1影響結構承載力和使用安全性
對于承受著一定彎曲重量的構件(比如結構梁、過梁和樓板),雖然規范里要求在受彎區的合理范圍內,允許存在一定寬度的裂縫(不允許貫通裂縫和超長裂縫),但是裂縫對結構承載力所造成的影響依然不可小覷。因為,建筑設計的本身,并未考慮后期在交付業主之后,由于裝修而帶來的設計之外的其他負重因素,主要是指一些使用者在裝修時給過梁和樓面額外增加的載荷(比如結構鋼架、裝飾面磚、開槽布線、水泥砂石和一些輔助材料),以及業主在后期使用時所必須添置的一些家裝設備(比如家具、電器設備、采暖設施等),這些額外因素均會加重建筑裂縫的進一步擴展,并最終影響到業主的正常使用。
2.2建筑結構的防水性能將大打折扣
墻面裂縫和樓板裂縫是近年來業主反映問題最為集中的地方之一,而裂縫給用戶帶來的最大危害就是滲漏問題,尤其是在設計中沒有防水要求的部位表現會尤為突出。在實際監管中發現,對于在設計上沒有防水要求的生活起居室,如果裂縫在施工階段沒有一次性處理好,一旦交到用戶手里轉變成為陳舊性裂縫,即使反復多次的維修均無濟于事。這個問題不但關乎建筑物的結構安全、使用壽命和產品質量,更是對建筑企業施工能力和水平的一個評判,也是企業誠信和信譽的集中體現。
2.3降低建筑物的耐久性和使用壽命
對于一些長期不做維修處理或暴露在自然環境中的裂縫,其對氣候環境所造成的化學侵蝕(局部酸雨、雨霧、露珠)、季節變換帶來的循環凍融、材料在接近使用年限時的碳化現象以及鋼筋的自然銹蝕、建筑集料的堿性反應等等,都會表現得更為敏感,而這些都會成為裂縫進一步擴大的因素,最終使裂縫的破壞因素由量變發生質變,對混凝土結構產生極大的破壞效果。撇開專業術語也可以換句話說,往往對建筑物使用壽命的判斷和衡量,除了受混凝土自身材料性質的影響外,另外一個很重要的影響因素,就是查驗施工階段對構件裂縫的驗收和處理清單。
3.1使用商品混凝土引起的收縮裂縫
商品混凝土由于大多采用車輛運輸和機械泵傳送,混凝土的流動性能相對較好,因此一般商品混凝土的坍落度都比較大。正是由于坍落度偏大,經過振搗后容易使表層的水泥含量相對偏高。對于收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層,一方面由于砼初凝時表面游離水分蒸發過快產生急劇的體積收縮,而此時砼早期強度較低(面層為砂漿層強度更低),不能抵抗這種變形應力而導致砼表面開裂,另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多,這種無法克服的變形值不同而導致面層開裂。
3.2樓板的彈性變形及支座處的負彎矩影響
施工中當混凝土尚未達到拆模條件時,為追趕施工進度過早拆模,或者在混凝土尚未滿足終凝時間就施加了一定的荷載等,都會造成混凝土發生彈性變形,致使混凝土構件因為過早受力而產生裂縫;還有施工中不注意對已固定鋼筋網架的保護,把負筋踩彎或踩倒,都會造成支座處負筋不足,澆筑后導致板面因彎曲出現裂縫。
3.3后澆帶施工不慎而造成的裂縫
施工中為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力問題,規范要求應局部采用施工后澆帶法。實際施工過程中,預留的后澆帶部分在澆筑時會因為混凝土流淌留下斜槎,如果對留下的斜槎未能及時進行徹底鑿除,也可能會因為收縮比造成板面產生裂縫。
3.4預埋管線產生的樓板裂縫
預埋線管處沿管線方向容易出現表面裂縫,局部也會出現呈發散狀或龜裂狀的不規則裂縫。特別是在多根線管的交集處,由于混凝土截面相對較弱,容易引發應力集中,導致裂縫的產生。所以,對于預埋較粗的管線以及在多根線管的交集處,應按規
范要求沿垂直于線管的方向,增設的短鋼筋網架進行加強處理。
3.5施工原因引起混凝土構件裂縫
振搗不密實、不充分,模板拆除過早,澆水養護不到位,不按規范對構件進行覆蓋,工程趕進度提前上負荷,模板支撐系統剛度不夠等等,都是極易造成鋼筋混凝土早期受損的因素,也是直接造成混凝土構件產生收縮裂縫的主要原因。
鋼筋混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是由本身物理力學特性造成的,但其危害程度是可以控制的,而危害程度的標準是根據使用條件決定的。目前世界各國的規定不完全一致,但大致相同。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.1 mm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2 mm。當混凝土結構件所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,鋼筋混凝土裂縫寬度甚至可放寬至0.4 mm,在濕氣及土中為0.3 mm,在海水及干濕交替環境中為0.15 mm。
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作者簡介:駱仲鋒(1968-),男,漢族,陜西涇陽人,大學本科,高級工程師,主要從事建筑施工管理工作。
收稿日期:2016- 3- 25
中圖分類號:TU755.7
文獻標識碼:A