地暖裂缝控制措施(推荐8篇)
答:(1)地暖管上砂浆保护层厚度要保持20mm,并要均匀,防止厚薄不均匀,
(2)砂浆保护层浇注后,在水泥砂浆终凝前抹面工作要做完做好,养生时间应不小于七天。
(3)根据水泥收缩5/100.000的性能,大房间要预留收缩量,做伸缩缝处理,
当地暖面积30m2以上时,应在水泥砂浆保护层中设伸缩缝。房间开间和进深大时每6m设一道伸缩缝,其宽度为5mm,深10mm,缝中灌软防水油膏。
(4)水泥砂浆保护层中加入阻裂手等外加剂防止裂缝。
(5)超过12m2以上房间,四周地面要留5mm宽10mm深的伸缩缝。防止水泥砂浆保护层裂缝,缝中灌软防水油膏。
关键词:地暖,混凝土,裂缝,成因分析,控制
地暖地坪由于具有热稳定性能好, 节能高效, 安全可靠等性能优点, 在我国住宅建筑中逐步得到普及与推广。以热水作为热源的埋管式地暖, 通过在地面下埋设热水进出循环的盘管, 由热水加热地板, 进而达到取暖的目的。在埋管上铺设一层现浇细石混凝土填充层, 再在填充层上部做找平层及装饰层, 这是目前常用的热水地板供热做法。但混凝土填充层开裂的问题在施工过程中频频发生, 且裂缝出现的原因较多, 对地面的外观及使用功能造成较大影响。
本文结合工程实例, 对地暖地坪填充层混凝土裂缝成因从设计、材料、施工等方面进行原因分析, 并提出相应的预防措施。
一、工程概况
山东某正在施工的商品住宅楼, 室内采用热水系统地板辐射供热, 具体做法为: (1) 现浇钢筋混凝土楼板; (2) 20厚挤塑聚苯板隔热层; (3) 铺真空镀铝聚脂薄膜面层; (4) 50厚C15细石混凝土填充层, 中间配加热管; (5) 刷素水泥浆一道; (6) 20厚1:2水泥砂浆找平、拉毛。
二、裂缝特征分析
在地暖现浇混凝土填充层施工过程中, 对填充层地坪的裂缝情况进行了观测, 其主要情况如图1所示。
(1) a裂缝主要分布在客厅、卧室的四角, 对比设计图, 裂缝方向沿加热管扩展, 裂缝出现时间主要在混凝土初凝阶段。
(2) b裂缝主要分布在客厅靠阳台处, 呈较密集龟裂状。
(3) c、d裂缝呈不规则分布。部分c裂缝会随后续施工使裂缝宽度和长度进一步发展。
三、裂缝成因分析
1. 设计分析
地暖地坪设计大多采用挤塑聚苯板作为复合保温层, 尺寸规格控制在长度1 000~1 500 mm、宽度1 000~1 200 mm。铺设时保温层由数张挤塑聚苯板拼接而成, 较易引起上部填充层混凝土的开裂。
(1) 铺设厚度不均匀
铺设保温层时, 基层地面整理不平整, 会使铺设的聚苯板保厚度不均, 平整性差。混凝土厚度相差大, 收缩量也就不一样, 容易产生裂缝。
(2) 部分挤塑聚苯板需在现场切割加工, 存在边线不直, 毛边粗糙等问题。从而造成边槎不齐整, 接缝处产生较大缝隙。
(3) 聚苯板接缝处采用胶带粘接, 施工人员的踩压、混凝土的堆积会造成接缝处的粘接。使接缝处上翘, 空鼓, 形成如图1c裂缝。
2. 材料分析
填充层混凝土一般控制在50 mm, 且加热管分布较多, 常采用细石混凝土进行浇筑。细石混凝土的粗集料最大粒径、水泥用量等因素给裂缝控制有以下几方面不利影响。
(1) 填充层混凝土的粗集料最大粒径控制在12 mm, 粗集料粒径越小, 其比表面积相应增大, 所需的水泥浆量相应增加, 增加了水化热和因收缩而产生的体积变形;同时, 最大粒径越小, 集料对水泥石收缩的抑制作用越小, 混凝土的产生自收缩越大, 从而使开裂风险增大。
(2) 细石混凝土采用的瓜米石 (豆石) 由于生产、储存等多方面原因影响, 往往有着较大的含泥量。含泥量较高的粗集料弱化了与水泥石之间的粘结面, 降低了界面的粘结强度, 同时使混凝土的收缩性就越大, 容易导致混凝土早期裂缝的出现。
(3) 为便于施工摊铺和高层泵送作业, 地暖地坪的混凝土坍落度往往较大。坍落度太大, 导致混凝土收缩量加大。混凝土也易沉降离析引起沿管道裂缝。
3. 施工过程分析
(1) 地暖地坪中埋有大量加热管, 减少了地坪的截面面积;在门洞、走道等管道汇集较多的部位, 更是易引起地面龟裂;管道的铺设过程中管道布置方式不当, 使管道处于非正常受力状态, 产生较大反弹;或者固定不到位, 使管道产生位移, 都易使混凝土空鼓开裂。形成如图1a裂缝。
(2) 交叉作业施工时, 对聚苯板保温层的踩踏, 会造成聚苯板凹凸翘曲或接缝脱离, 破坏保温层的整体性, 使下部形成空鼓;踩踏或混凝土浇筑时对铺设好管道的冲击也会使已安排的管道固定卡退出、损坏。对混凝土开裂留下很大的隐患。
(3) 填充层上需做砂浆找平层, 填充层表面处理一般要求做拉毛处理。在实际施工中, 仅是对地坪进行一次抹平, 保证了表面的平整度, 往往未进行二次抹压, 降低了混凝土表面的密实性。形成如图1d裂缝。
(4) 保温层混凝土浇筑完毕后, 未及时采取养护措施, 或者养护措施不当, 造成混凝土失水收缩而引起拉应力, 导致早期开裂出现干缩裂缝。形成如图1b裂缝。
四、解决思路及控制措施
1. 设计方面
(1) 为解决采用挤塑聚苯板作为复合保温层造成的保温层铺设不平整, 接缝容易出现空鼓、上翘等问题, 本文提出采用现浇泡沫混凝土替代挤塑聚苯板的施工工艺。
泡沫混凝土是一种新型保温隔热材料, 具有重量轻、保温性能好、不易开裂等特点, 它作为保温隔热材料与聚苯板相比, 性能相当 (见表1) 。现浇泡沫混凝土能在现场一次浇筑成型, 与基层混凝土的粘结效果好, 具有良好的整体性, 平整度易控制, 可以避免因保温层不平整、空鼓造成的开裂。
2. 材料控制
(1) 填充层不宜采用大粒径粗集料的混凝土浇筑。采用在混凝土中掺入一定掺量的聚丙烯抗裂纤维, 在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系, 使裂缝在发展过程中受到多条不同向的纤维约束, 可减少混凝土早期裂缝的产生。
(2) 严格控制粗集料的含泥量和泥块含量。粗集料含泥量控制在≤1.5, 泥块含量控制在≤0.5。对于含量过大的粗集料, 应使用前进行人工冲洗, 保证含泥量不超过规定。
(3) 控制好混凝土坍落度:浇筑地暖地坪的混凝土坍落度应控制在140~160 mm, 入泵坍落度不宜超过180 mm, 使混凝土能较易进入加热管管径下弧隙内。当现场具备条件时, 可采用上下分层浇筑, 上、下层混凝土坍落度控制在140~160 mm和100~120 mm。
3. 施工过程控制
(1) 加热管的铺设应采用尽量减少弯曲应力的方式, 如双回形铺设等;管道弯曲半径不小于7倍直径;铺设过程中应使加热管自然释放, 避免出现因扭曲使管道拱起的现象;同时应避免管道相交, 如无法避免与其他管道相交时, 应采用过桥弯管, 并将过桥弯管向下埋设, 不宜高于聚苯板保温层。针对门洞、走道等管道汇集较多的部位, 使用粗集料最大粒径不超过10 mm的混凝土进行浇筑, 确保浇筑密实。
加热管的常用固定方式是用“u”形固定卡固定在聚苯板上。由于聚苯板表面强度较差, 对固定卡的抓力不足。为有效固定加热管, 固定卡的间距应按以下要求控制:直管段间距≤0.5 m。弯曲铺设处至少采用三点固定, 固定点间距≤0.15 m, 圆弧顶部用双卡进行固定。
(2) 避免门窗安装等工程与地暖地坪浇筑工程交叉施工, 严禁在加热管铺设后在上面行走或堆放材料设备。混凝土浇筑时, 应在加热管上搭设跳板, 将混凝土泵送至跳板 (并应降低泵管出料口至跳板的高度, 减少混凝土的冲击) , 用平头锹人工铲运至浇筑部位。
(3) 在混凝土浇筑过程中, 做好二次抹压工作, 使混凝土面层再次充分达到密实, 以消除混凝土在凝结硬化过程中由于收水硬化而产生的表面裂缝。
(4) 填充层混凝土在浇筑完毕后6~12 h内进行浇水养护, 养护时间应适当延长, 不少于14 d, 浇水次数使混凝土在早期硬化阶段保持湿润状态。
填充层混凝土浇筑尽量在门窗工程完成后进行, 施工时关闭落地玻璃窗和大玻璃移门等, 减少室内外温差;同时避免高楼层空气剧烈对流和阳光照射, 降低混凝土表面水分蒸发速度, 避免混凝土早期失水过快产生裂缝。
五、结语
地暖地坪混凝土填充层开裂的原因存在多样性和复杂性, 要减少和控制裂缝也必须采取对应的、综合性的措施。在地暖地坪填充层施工过程中, 对各控制要点进行有针对性的质量控制, 可将裂缝控制在一定范围内, 减少裂缝对地暖地面的外观及使用功能的影响。
参考文献
[1]鱼剑琳, 王沣浩.建筑节能应用新技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.辐射供暖供冷技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[3]闫振甲, 何艳君.泡沫混凝土实用生产技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.
摘要:钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,现浇混凝土楼板裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一,长期以来,由于对混凝土裂缝问题认识上的偏差,或重视程度不够,混凝土产生裂缝现象十分普遍。混凝土的裂缝问题乃是严重困扰着混凝土楼板施工质量的首要问题。
关键词:混凝土 楼板 裂缝 防治
0 引言
当前,不论是框架结构的工业建筑还是民用住宅楼中,现浇混凝土楼板的工程也是越来越多。
1 问题表现
斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一般成45o斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。
2 裂缝产生的原因
现浇混凝土楼板裂缝产生的原因是多方面的,概括起来主要有以下几点:
2.1 材料选用方面的因素
2.1.1 水泥品种。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。而且,随着高强混凝土的应用,水泥的标号等级要求也就相应提高,水泥用量也就会增加,产生的水化热就越高,混凝土的收缩变形也越大。
2.1.2 外加剂应用不当也会引起的裂缝。由于施工工期的需要,一般都会使用化学外加剂的,但外加剂应用不当会直接引起混凝土多种质量问题,并且外加剂的使用也会增大混凝土收缩的变化率,如掺减水剂用于改变混凝土和易性。高效减水剂的减水作用随时间延长而降低,这是坍落度损失的主要原因,由于高效减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包围,或是与水化物反应而被消耗掉,变得不能发挥分散能力,水泥颗粒间斥力减小,造成水泥颗粒凝聚,使混凝土坍落度减小,造成混凝土拌和物坍落度损失过大或短期内完全丧失流动性,这类问题在混凝土生产行业中会经常遇到,程度轻的会引起混凝土施工困难,混凝土表面会出现收缩裂缝。
2.1.3 混凝土配合比。在原料一定的条件下,水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定内条件下,混凝土收缩随水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度较小;在水灰比一定条件下,混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大;在水灰比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而加大,但增大的幅度较小。影响砼的收缩而产生裂缝原因包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等控制参数。
2.2 施工方面的因素
2.2.1 配筋、楼板厚度、施工工艺不合标准。部分施工单位在施工中,为了节省施工的材料成本和节省人工费,在施工过程中往往是没能按照设计要求及有关规范进行施工,钢筋安放位置不正确、钢筋间距偏大、楼板浇筑时厚度控制不符合设计要求、浇筑震捣不密实等原因也容易导致楼板产生裂缝。
2.2.2 施工时模板的处理。模板施工因素对产生的影响主要是由于以下几方面产生的:①由于楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大;②如果模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移,这样也会引起楼板的裂缝;③拆模过早,在混凝土没有完全硬化的时候就进行拆模板,混凝土硬化前过早承载或受到振动,很容易产生裂缝。
2.2.3 钢筋保护层偏大。施工浇注混凝土时为铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使板面负筋下沉混凝土保护层厚度偏大,引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配置时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。
2.2.4 保护措施不到位。混凝土浇注后,没有按规定的要求进行养护,导致楼板收缩开裂。①养护不及时,使混凝土养护初期过早脱水,使混凝土出现干缩。②混凝土养护初期受冻。③楼板施工完成后,混凝土终凝初期,施工机具和材料集中,或过早进人下道工序施工,造成较大施工荷载和震动,使其产生裂缝。
2.3 环境因素导致楼板裂缝 现在楼板在周围气温、空气等环境因素的影响下,也会产生裂缝的。①空气的相对湿度越低,混凝土收缩越大。②空气温度升高,混凝土的收缩随之增大。③长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。
3 裂缝产生的危害
裂缝将对结构的承载力,防火性、抗渗性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。
3.1 影响结构承载力和使用安全性 对于受弯构件的楼板,尽管受弯区允许有宽度在一定范围内的裂缝存在,但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽视的,尤其是一些使用者在装修时又给地面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。
3.2 影响结构的防水性 楼板产生裂缝,除了影响结构安全性外,对使用者所带来的最直接的问题是渗漏水的危害,尤其是在没有做防水的房间表现突出。
3.3 严重影响结构的耐久性和使用寿命 化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等,都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生或进行的快慢,除了受混凝土自身材料性质的影响外,裂缝就是一个重要的影响因素。一般从结构拆模到装修完成,要经过2—3个月的时间,有的大型工程还要跨年施工。这时空气中的CO2、SO2气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部,促成钢筋锈蚀的加快;碱集料反应及碳化速度的加快进行;从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。
4 裂缝的控制措施
4.1 设计方面的控制措施 设计者在民用建筑工程中不要一味追求使用高强度等级混凝土。C20级能满足要求,就不要使用C30级。
4.2 施工方面的控制措施
4.2.1 优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化,为此,在施工中可采取一些措施,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。
4.2.2 控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比,减少水的用量,提高混凝土的密实度,可以减少混凝土的泌水、离析等现象,使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的颗粒级配方案,用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土,严格控制砂、石中的含泥量。另外,还应控制施工工期,尽量不要在高温季节施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。
4.2.3 提高操作水平。加强混凝土振捣,可以提高混凝土的密实性和抗拉强度;加强对混凝土成品的保护和养护,避免温差裂缝的产生;对已浇筑好的混凝土应在浇筑后10到12小时内及时做好浇水养护,以使混凝土有足够的湿度保持水化反应,并且连续养护日期一般不少于半个月。这样,不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度,而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生。
4.2.4 控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢筋走位,可以用一些技术措施进行控制,从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。
5 小结
1 工程概况
新华路一号住宅项目为高端住宅, 总计2.7万m2, 共60户。采用室内中央空调及卫生间敷设电热地暖的方式, 进行秋冬季的采暖。本项目共340间卫生间, 结合舒适度要求及成本控制, 只在有淋浴功能的卫生间敷设地暖, 共211套, 敷设面积约2 500 m2。
2 施工前控制
本项目地暖采用双导双发热电缆, 每个卫生间设置一个双温双控温控器。安装敷设的方式如图1所示。
卫生间地面装饰设计为干贴大理石, 敷设的节点如图1, 2所示。
2.1 设计施工交底
施工交底会是施工质量控制的最基本的环节[2], 而许多施工承包人或者工程师自认经验丰富, 往往忽略了技术交底会的意义, 而很多技术问题及施工流程, 在交底会议中可以提前预想并解决, 从而在施工中减少不必要的损失。
在施工前期进行的设计施工交底会中, 根据技术规范[3]、设计顾问的技术要求、相关单位的安装节点, 以及地暖施工单位以往的施工经验, 制定了详细的安装施工流程如图3所示。
2.2 预估问题的提出及处理
在这个流程图中可以看出, 2个试水试验及3个阶段的绝缘电阻测试, 作为质量控制关键节点, 必须保证合格率, 才能有效地保障质量及控制成本。
2.2.1 质量控制节点
1) 防水层的施工及已完防水层的保护。
2) 电缆施工中电缆的保护。
3) 大理石施工中的电缆保护。
2.2.2 制定的技术及组织措施
1) 防水层的保护
(1) 建立质量责任制度, 防水层的施工由装修单位全程负责;
(2) 防水施工完成后, 做好装修单位与电地暖施工单位的交接, 由监理旁站主持, 并备案以便后期追溯;
(3) 洁具安装定位, 由装修单位确定, 并由地暖施工单位在洁具安装区域预留足够空间, 以防洁具安装时损伤电缆。
2) 电缆施工中的保护
(1) 做到地暖电缆施工期间, 其他单位任何人不得进入敷设区域;
(2) 地暖电缆施工完成后, 做好测试, 并经监理验收后, 立即浇铸保护层, 并移交装修单位, 做好记录以便追溯。
3) 大理石施工期间的电缆保护
(1) 严禁卫生间内区域进行石材等的切割;
(2) 根据移交记录, 落实责任到人, 做到每一个施工人员安装记录, 以保证在此施工期间损坏后, 责任人的可追溯性。
3 施工过程中控制
在施工过程中, 不断的了解现场实际情况, 对发现的问题作出分析, 并及时作出相应的调整, 处理解决问题, 最后在根据后续表现判定是否已经妥善解决问题, 即应用PDCA的循环管理理论[4]。
3.1 严格控制施工中间的质量, 做好质量隐蔽验收记录
隐蔽验收作为一个重要环节, 如果一旦疏忽, 势必造成大范围的返工, 在工期及成本上产生巨大的损失, 因此必须严格控制。
充分调动施工单位的责任心, 并依靠监理的旁站控制, 做到责任到人, 同时做好记录, 以便事后追溯, 见表1。
3.2 及时发现施工中的问题, 并进行处理
在实际的施工过程中, 出现了如下问题:
1) 卫生间内外结构设计高差为3cm, 原建筑设计要求卫生间内完成相对高度为7cm, 卫生间外完成面相对高度为9cm。但因建筑修改, 卫生间外完成面相对高度调整为6cm。原设计的地暖及石材的施工高度无法满足。
解决方案:
(1) 首先, 在与建筑师等多方沟通后, 技术上确定共用地暖保护层及石材水泥砂浆层, 以满足建筑设计的修改, 如图4所示。
2) 然后, 进行了局部的敷设试样, 检测证明此
方案中的地暖系统工作正常, 同时石材未受任何负面的影响。
3) 最后, 确认按修改方案执行;同时考虑到地暖敷设的保护, 要求石材的铺贴与地暖敷设务必做好衔接及成品保护。
2) 结构施工误差+1 cm, 造成正误差的卫生间装饰完成面高度仍不能满足要求。
解决方案:
(1) 在必须保证建筑的高差要求的前提下, 首先考虑结构完成面打磨, 但实际打磨过程中, 发现结构保护层太薄, 无法达到设计的要求。
(2) 鉴于结构整改无法进行, 只能从地暖的敷设工艺中选择解决方法。
(3) 通过研究市场中保温材料, 发现一种超高密度保温板, 隔热的系数与原设计的保温板相同, 但厚度仅为10 mm, 但成本高出10%。
(4) 考虑工期要求, 最后决定使用超高密度保温板。
3) 施工中发现, 地暖敷设后, 石材没有按问题1中制定的施工要求, 紧跟铺贴, 并且有工人在地暖上进行其他作业。
解决方案:
(1) 成品保护, 作为施工质量控制中既基础而又最难控制的环节, 务必严格控制, 一旦放开, 势必产生一系列的矛盾。发现石材敷设单位未能及时跟进, 首先停止地暖施工。
(2) 对石材单位进行相应的惩戒, 并责令其重新安排实际可行的施工进度计划, 以便地暖敷设紧密衔接配合。
(3) 对已经敷设的地暖但石材未及时跟进施工的卫生间进行二次检测, 并进行相应的整改, 费用由石材施工单位负责。
4 施工完成后的质量控制
通过一系列的质量管理控制, 在卫生间全部施工完毕后进行的检测, 见表2。
1) 试水试验不合格卫生间:
一间在第一次试水完成后, 地漏安装整改, 周边防水破坏, 未及时通知装修单位进行防水二次处理;另一间, 卫生间后做电线管穿越卫生间防水门槛, 引起渗漏。
2) 绝缘测试不合格卫生间:
在打开石材后发现, 发热电缆外皮有被切割痕迹, 应为石材安装工人违规在卫生间切割石材造成。
根据检测结果进行了相应的整改处理。并进行了地暖试运行, 一切正常。
5 总结
总之, 电热地暖作为一种正在普及的取暖方式, 越来越多地被应用到民用建筑中来, 因此, 作为电热地暖施工质量的控制管理, 也会更加有所重视。在该项目, 通过施工前、施工中及施工后的过程中控制, 实现了较高的合格率, 可以作为同类施工管理的借鉴。
参考文献
[1]约翰E.肖费勒伯格, 莱恩霍尔姆.建筑工程施工项目管理[M].周爱军译.北京:机械工业出版社, 2005.
[2]JGJ142-2004, 地面辐射供暖技术规程[S].
摘要:建筑施工裂缝对房屋安全危害巨大,其成因也比较复杂,本文主要从设计及施工两个方面探讨房屋板裂缝控制的技术措施
关键词:施工裂缝 控制技术 措施
0 引言
在建筑施工中裂缝,对房屋的安全造成危害。大部分的裂缝现象无法用荷载的原因加以解释,事实上有很多原因,如支承梁刚度较小,温度、湿度变化,地基变形等都会导致钢筋混凝土板出现裂缝。设计人员在进行结构设计时一般只进行强度计算,普遍缺乏刚度概念及温度应力概念。笔者从实践中深刻体会到解决裂缝问题的必要性和紧迫性,并在简要总结分析国内外砌体裂缝的性质、裂缝控制原则和措施的基础上,从设计及施工两方面探讨房屋板裂缝控制的技术措施。
1设计措施
1.1 大板四角放角筋问题。在某单位制定的(结构设计统一技术措施)中有以下内容,即“单向或双向端跨板的阳角处(包括嵌固于承重墙内或支承在框架梁上),在1/4短向板跨范围内,需另加板面角筋,其双向面筋之间距为100mm,钢筋直径与端角板之负筋相同(比如板负筋Φ8@200,则需要加ф8@200钢筋)。跨度较大的内跨板,其角部由于嵌固作用产生变形易出现斜裂缝,其板角的面筋也需同样配置。”该做法值得商榷。既然跨度较大的内跨板因过大的变形而易出现斜向角裂缝,倒不如加大板厚或板底筋等措施更合理。因为板厚增大,如取至短向上LO/30-LO/35,则跨中挠度减小;板底筋增大,钢筋应力减小,板作为受弯构件的长期刚度也增大,从而限制了板角变形。对于端跨板的阳角处,因温度变形及混凝土梁柱对板的收缩约束均较大,容易出现45O斜向剪力裂缝。故很有必要配置长而密的双向面筋或与最大主拉应力方向一致的斜向角筋。特别是异形角柱,因其肢长较大,以楼板形成强约束,故端跨板的板厚、钢筋(底、面)要酌情加大。
1.2 井式楼盖板角裂缝问题 井式楼盖梁的高度整齐划一,给人一种力量和美感。现行规范按弹性理论结算井字梁的内力挠度,而钢筋混凝土梁受力开裂后其长期刚度只有其弹性刚度的0.20-0.35倍。井字梁及其支承梁过大的变形使端角板出现斜裂缝。要避免角板斜裂缝,一是井字梁截面不宜小,二是角板面筋双向通长布置,从而防止或限制裂缝的出现和发展。在房屋设计时,采光井附近两向梁跨度相近,中间次梁往往布置成十字形井式楼盖,若井式梁高度较小或支承梁截面不足,则极容易在四角出现角裂;加上采光井削弱了楼盖的整体结构且该处温度应力最大,亦容易出现板跨中裂缝。
1.3 楼梯、采光井附近板裂缝问题 楼梯、采光井使楼盖在水平方向上断面突变,削弱了楼盖的水平刚度,使该处板应力集中现象较严重且温度应力较大。以两梯四户条形建筑为例,北梯南厅布置时,厅的短向跨度较大,设计时板厚及钢筋不小,温度应力的影响不显著;南梯北房布置时,因房的进深及跨度较小,按强度设计时板厚及钢筋均较小,故较大的温度应力常常导致在该房中间出现通长的横向裂缝。较深的采光井对楼板的影响亦有类似情况。因此,结构设计时板钢筋不仅考虑竖向荷载的作用,便要考虑温度应力、收缩应力及水平传递时应力集中现象,使结构设计更合理更科学。
1.4 外廊式房屋走廊裂缝问题 我国现行《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)规定,现浇钢筋混凝土连续式结构,处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55mm,露天条件下为35m。外走廊长期处于太阳暴晒下,温度变化较大,故应视作露天条件。从已建成的房屋来看,外走廊短向裂缝即非竖直荷载引起的裂缝较多。特别是楼梯出口处,一方面仅靠走廊联系,楼板严重削弱,应力集中现象较严重;另一方面楼梯口居中时该处温度应力最大,故梁板裂缝较集中且宽度较大,个别达1-2mm。故建议设计时外走廊板要适当加大板厚、配置通长面筋(纵横向)及加大构造钢筋面积。楼梯口支承梁也要加大截面及配置通长面筋、腰筋,从而提高结构构件的抗裂能力,及控制裂缝的扩展。
2 施工措施
2.1 板厚问题 前几年采用油桶板,模板相互重叠,板厚减小太多,加上不良承建商偷工减料,使板厚普遍达不到设计要求。另外,设计时板厚偏小,小板板厚采用50,60,70,80mm的比比皆是。板厚不足,楼板刚度减小,则其变形加大,容易造成大跨度板角裂。现在采用钢模板且用钻孔法检测板厚,情况已大为改善。
2.2 钢筋位置问题 按现行的施工工艺,要完全保证钢筋特别是面筋位置确有困难。面筋被踩低后,意味着保护层过厚,楼板有效高度减小,钢筋面积要增大。一旦面筋踩得过低,通常在梁边附近沿纵向板面开裂。考虑板面筋部分失效,板跨中钢筋宜适当增大,另施工时指定专人抽起面筋。
2.3 混凝土配比问题 工地现场施工管理人员偏少,捣制混凝土时对大楼上下的管理经常是顾此失彼,而靠临时拼凑起来的外来工搅拌混凝土时随意性较大,水灰比难以控制。过大的水灰比使混凝土的收缩及徐变加剧,极易引起楼板开裂。现在采用商品混凝土、从原材料、制作、运输严格管理,上述问题有所好转。
2.4 早期加载 一般施工单位在捣制楼面1-2d后即在上面进行扎柱筋,立模板及其它野蛮操作。而此时混凝土的强度较小,抗拉强度小于28d龄期强度的20%。过早加载,势必造成混凝土出土出现大量微小裂缝。
2.5 前期养护问题 《混凝土结构工程施工及验收规范》规定,应在浇筑完毕后的12d以内对混凝土加以覆盖和浇水;混凝土的浇水养护的时间,对彩霞硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得小于7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于14d。房屋特别是屋面角板经常出现45斜向裂缝,除了温度变形的原因外;更主要的原因是混凝土养护不良,使得水化热降温引起的收缩拉应力大于其极限抗拉强度。故混凝土楼盖必须做好保湿养护,从而提高其极限拉伸及抗拉强度,防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。
2.6 施工超载 针对捣制楼面时施工荷载大于竣工后使用荷载的情况,现行施工规定要求二层模板支承。但是,在进入楼台面饰装修及砌砖时,施工超载现象就十分普遍,表现为灰浆及地板装饰材料、砖块乱堆乱放,有时远远大于设计及使用荷载,导致楼板达到承载力极限状态或正常使用极限状态。
3 结束语
综上所述,要控制钢筋混凝土楼板有害的裂缝,必须双管齐下,一是结构设计人员要有刚度及温度变形的概念,在温度应力较大,应力集中处,要适当增大板厚。提高配筋率,特别是构造方向配筋率。二是砼的选料,捣制保养等方面提高砼的主拉力、均小于极限抗拉强度,从而避免裂缝的产生及扩展。
参考文献:
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[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社.1997.
[3]李继业,刘福臣.建筑施工质量问题与防治措施[M].中国建材工业出版社.2003.6.1.
[4]肖亚明.砌体结构裂缝与控制问题研究综述.第三届全国工程学术会议论文集.1994.
[5]混凝士小型空心砌块房屋结构构造.浙江省建筑标准设计浙G16-91.
关键词:砌体;裂缝;产生;鉴别;控制
中图分类号:TU364 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)06-0047-02
建筑物砌体产生裂缝的问题是工程建设领域较为普遍存在的现象。裂缝的存在降低了砌体的质量,影响了建筑物的美观和使用要求,更为关键的是砌体裂缝影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。多数情况下,裂缝的产生与发展还是大事故即将发生的先兆。因此,工程技术人员应当对砌体裂缝给予足够的重视,分析其产生的原因,鉴别裂缝性质并相应作出有效的预防和控制措施。
1砌体常见裂缝产生的原因
1.1地基不均匀沉降引起的裂缝
砌体结构开裂的一个主要原因是建筑物基础不均匀沉降引起的裂缝。当地基产生不均匀沉降时会对其上部建筑物产生局部不规则的变形。如果建筑物基础未作有效的设计处理而导致不足以调整因沉降差而产生应力时,便会在砖砌体内部相应产生额外的拉应力、剪应力和扭矩,当砌体的抗拉、抗剪强度、抗扭强度不足以抵抗变形应力时,墙体便会在薄弱部位产生裂缝。例如××市××管委会大楼设计层高为五层,首层为架空层。该项目地基含有大量的淤泥层软土基础。由于项目建设资金较为紧张,业主在项目建设中没有对地基进行有效处理,也未对基础采取有效预防措施。该大楼建成后,由于业务发展需要,业主将首层砌墙改为办公区域使用。随后一年,距离该大楼不远处有一大型建设项目开工,新建设项目与该大楼同属连续淤泥层软土地基。随着新建项目持续施工,大楼首层地面、墙体产生了严重的开裂、塌陷现象。究其原因主要是因为新建建筑物改变了基础的受力平衡,对淤泥层产生挤压,引起大楼地基的不均匀沉降,在该大楼基础未作有效防护的情况下,从
而导致砌体的严重开裂、变形。
1.2温度变化引起的裂缝
温度的变化常常会引起材料的热胀、冷缩,特别是不同的材料在相同温度条件下热膨胀系数差异较大。当砌体材料在温度变化引起温度应力足够大时,就会在不同材料间产生温度裂缝。温度裂缝也是最常见、最难以避免的,这种裂缝在工程建设全过程都有可能出现,随时间的推移,持续发展,宽度一般在0.05 mm~2.0 mm之间。虽然该种裂缝对房屋建筑工程一般无显著的直接危害,但它在一定程度上降低房屋建筑的强度、整体性、耐久性、抗震性能和防水性能;同时,也给使用者在感官上和心理上造成不良影响。常见的温度变形引起的裂缝成因有以下几种:
(1)因日照及气温变化,不同材料及不同结构部位的变形不同,同时又存在较强大的约束,由此产生较高的温度应力导致裂缝的产生。如平屋顶砖混结构顶层砖墙因日照和气温变化,以及两种材料的温度膨胀系数不同,造成屋盖与砖墙变形不一致所产生的斜裂缝和水平裂缝。
(2)屋面温度变形挤压墙体,在墙体内产生较高的剪应力或弯曲拉应力,产生接近水平的裂缝。
(3)气温或环境温度的温差太大,房屋长度较长,又未合理设置伸缩缝造成贯穿房屋全高的竖向裂缝。
(4)大体混凝土砌体因自身水化热过高,产生内外温差而产生裂缝等。
1.3设计荷载不合理或实际荷载过大引起破坏裂缝
在工程设计过程中,设计荷载不合理,与实际荷载出入较大,使得受力构筑件的截面积过小或配筋率过低,在压应力、拉应力、剪应力或扭矩作用下,混凝土构筑件因破坏产生裂缝。如当柱体在抗压强度不足时,受压砖柱柱高的1/3附近区域出现竖向裂缝;当砖砌平拱抗弯强度不足时,会出现竖向或斜向裂缝;挡土墙抗剪强度不足,在最薄弱截面产生水平裂缝;当局部承压强度不足时,大梁或梁垫下的砌体出现斜向或竖向裂缝。
1.4设计构造不当引起的裂缝
合理的设计是适当避免裂缝的有效方法。如在沉降严重的地质条件下,合理设计沉降缝,采取受力科学基础形式等。
1.5材料质量差引起的裂缝
水泥安定性不合格,或采用含硫量超标准的硫铁矿渣代砂,引起砂浆体积不断膨胀造成砌体开裂;使用出厂不久的灰砂砖砌墙,因砖体积收缩而产生裂缝。
1.6施工质量低劣引起的裂缝
砌筑方法不合理;漏放构造钢筋;砌体中通缝、重缝多;留洞或留槽不当等施工质量差均能引起建筑物裂缝。
1.7环境因素引起的裂缝
环境因素引起建筑物开裂的情况较为复杂。如周围有高大建筑物施工,由于高大建筑物对地基产生强大的压力,改变了地质结构的受力平衡,因而对周围建筑地基地质产生不均匀沉降,从而造成建筑物开裂;爆破、地震等原因引起的建筑砌体开裂等等。
2鉴别砌体裂缝的基本方法
对于设计或材料、施工以及环境因素造成的裂缝可通过一定的技术手段予以避免。因此,本文重点介绍最常见的温度裂缝,地基变形裂缝及危害最严重的承载力不足裂缝的鉴别,其方法主要从裂缝特征、发展变化和建筑物特征三方面进行比较和鉴别。
2.1根据裂缝现有特征进行鉴别
温度变形造成的裂缝,最常见的是斜裂缝,形状有一端宽、另一端细和中间宽、两端细两种;其次是水平裂缝,多数呈现连续状,中间宽、两端细,在厂房与生活间连接处的裂缝与屋面形状有关,接近水平状多,缝长一般连续,缝宽变化不大;温度变形造成的裂缝多数出现在房屋顶部附近,以两端为最常见;裂缝在纵墙和横墙上都有可能出现。
地基不均匀沉降造成的裂缝,裂缝一般先出现在建筑物底部,由下而上扩展,而且随时间的推移逐渐扩大。如本文所举实例,該大楼的开裂就是首先从地面和墙体底部开裂,并且裂缝自下而上逐渐扩大。同时,在墙体上逐渐出现水平的裂缝。这类水平裂缝主要是由于地基变形在砌体内部产生了剪应力和扭矩,因此裂缝发展到一定程度时,出现横向裂缝上下错位,呈通透型裂缝的情况。
2.2根据裂缝发展变化进行鉴别
温度变形造成的裂缝,随气温或环境变化,在温度最高或最低时,裂缝宽度、长度最大,数量最多,但不会无限制地扩展恶化。
地基不均匀沉降造成的裂缝,随地基变形时间增长,裂缝加大、增多。一般在地基稳定后,裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝不断发展导致建筑物倒塌。
承载力不足造成的裂缝,受压构件开始出现断续的细裂缝,随荷载或作用时间的增加,裂缝贯通,宽度加大而导致破坏。其他承载力不足裂缝可随荷载增减而变化。
2.3根据建筑物特征进行鉴别
温度变化造成的裂缝,往往与建筑物的单位长度有关,与建筑物的竖向变形无关。屋盖的保温隔热性能差、屋盖对砌体的约束大、当地温差大、建筑物过长又无变形缝等因素都可能导致温度裂缝。
地基不均匀沉降造成的裂缝,用精确的测量手段测出沉降的曲线,在该曲线曲率较大处出现的裂缝,可能是沉降裂缝。房屋长而不高,且地基变形量大,易产生沉降裂缝;房屋高度或荷载差异大,又不设沉降缝;在房屋周围开挖土方或大量堆载;在已有建筑物附近新建高大建筑物均导致地基不均匀沉降裂缝。
承载力不足造成的裂缝,机构构件受力较大或截面削弱严重的部位;超载或产生附加内力均导致承载力不足的裂缝。
3砌体裂缝的控制措施
长期以来,人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性地提出一些预防和控制裂缝的措施。
3.1对于温度变形引起的墙体开裂,宜采取的措施
(1)屋蓋上设置保温层或隔热层。
(2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30 m。
(3)当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12 m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20 mm,缝内用弹性油膏嵌缝。
(4)建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30 m。
3.2地基不均匀沉降引起的裂缝,宜采取的措施
(1)地基沉降不大,且在较短时间内已趋于稳定者,一般可不做处理。
(2)地基沉降严重,且持续发展,可能危及机构安全的裂缝必须处理。一般采用先加固地基基础,后修补裂缝的方法。
3.3结构载过大或砌体截面过小引起的裂缝,宜采用的措施
(1)重视受压砌体与应力方向一致的裂缝,梁或梁垫下的斜或竖向裂缝,以及柱身的水平裂缝,因为这些裂缝常是结构垮塌的先兆。
(2)承载力不足的裂缝处理,一般先加固结构或构件,然后修补裂缝,也可两者结合进行。
对于设计构造不当、材料质量差、施工质量低劣等因素引起的裂缝,我们应严格按照设计规范要求,精心施工,严把质量关,把裂缝降低到最低点。砌体结构出现裂缝的原因是多方面的,具体问题需要具体分析,有许多裂缝控制问题值得我们去研究。
Build the Production,Differentiation and
Control Measure of the Body Structure Crack
Wang Tao
Abstract:It is a great difficult problem of the construction work to build body crack question. The crack produces the reason complicatedly, the nature and danger are not the same. Build body crack nature, qualification and proper control processing measure in main introduction to this text.
关键词:砌体结构,裂缝控制措施,建议
1 裂缝的性质
1.1 温度裂缝。
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。
1.2 干缩裂缝。
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。干缩变形的特征是早期发展比较快,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。
1.3 温度、干缩及其它裂缝。
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合。
2 砌体裂缝的控制
2.1 裂缝的危害和防裂的迫切性。
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。
特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。
2.2 裂缝宽度的标准问题。
对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3 现有控制裂缝的原则和措施
3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施。
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面做必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
3.2 我国《砌体规范》抗裂措施的局限性。
抗裂措施主要有两条,一是对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。
4 防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。
4.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施。
4.1.1 屋盖上设置保温层或隔热层;
4.1.2 在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
4.1.3 当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
4.1.4 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。
4.2 防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:
4.2.1 设置控制缝。
(1)控制缝的设置位置。(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。
(2)控制缝的间距。(1)对有规则洞口外墙不大于6mm;(2)对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;(3)在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.2.2 设置灰缝钢筋。
(1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;(2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝和靠近墙顶的部位;(3)灰缝钢筋的间距不大于600mm;(4)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;(5)灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;(6)对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;(7)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm。
4.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带。
(1)在楼盖处和屋盖处;(2)墙体的顶部;(3)窗台的下部;(4)配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;(5)配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;(6)配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm。
4.3
也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。
参考文献
[1]肖亚明.第三届全国工程学术会议论文集[C].砌体结构裂缝与控制问题研究综述,1994.
[2]苑振芳.砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论[J].工程建议标准化,1996(3).
1 裂缝原因分析
1.1 混凝土原材料
1) 水泥:水泥在水化过程中产生大量水化热而散发出来, 导致混凝土内外部形成25 ℃的温度梯度, 而混凝土受钢筋与外模的约束, 由于混凝土的抗拉强度很低, 一般只有抗压强度的1/18~1/9, 从而使应力变形超过混凝土抗拉强度值, 产生裂缝。2) 砂:如果砂中含泥量过大, 随着混凝土失去水分而干缩, 混凝土收缩力大, 抗拉强度值低, 容易因塑性收缩而产生裂缝。3) 碱含量:如果砂石骨料中所含的碱性物质太多, 混凝土固化后, 内部所含的碱与其化学反应将产生一种胶凝物质, 而这种胶凝物体吸收水分会发生膨胀, 虽然这一过程比较缓慢, 但最终会造成混凝土的裂缝。4) 水灰比失调、坍落度过大:水灰比的控制不到位, 对混凝土强度影响十分严重, 因此, 原材料计量偏差将直接影响混凝土强度。坍落度过大, 流动性好, 可泵性好, 但易产生局部粗骨料偏少, 砂浆多的现象, 混凝土由于脱水干缩, 就会产生表面裂缝。5) 粗骨料、粉煤灰:粗骨料粒径偏小使水泥用量增加, 使用粉煤灰使粉状物用量增大, 混凝土入模以后经过振捣, 在水泥、粉煤灰细砂浮力作用下悬浮于表面, 随着水泥水化反应的进行, 出现收缩应力, 造成表面开裂, 产生收缩裂缝。6) 减水剂、缓凝剂:为满足施工工艺操作要求和节约用水, 混凝土厂家常掺加一些外加剂, 如减水剂、缓凝剂, 而这两种外加剂有延缓水泥水化物生长速度的作用, 虽然这种延缓使水化物生长更加充分, 促使延长了混凝土凝结时间, 加快了混凝土拌合物在入模后的水分挥发速度, 但在水分挥发的同时产生干缩裂缝。
1.2 设计方面原因
1) 主要是由于混凝土收缩和温差沉降等引起的, 且最顶层的楼板裂缝往往越大, 从设计方面讲, 设计规范只注重强度, 对于温差和混凝土收缩等因素考虑不足, 配筋构造量也达不到要求, 而房屋四周阳台受纵横两方向剪力墙和刚度较大的梁约束, 限制了楼板的自由变形, 所以产生45°左右的斜角裂缝。2) 建筑设计不合理, 会出现断面突变面产生的应力集中所产生的构件裂缝;对构件施加预应力不当, 造成构件裂缝;构造钢筋配置不当, 引起构件裂缝, 未充分考虑混凝土构件收缩变形, 混凝土强度等级过高, 用灰量过大, 对收缩产生不利影响。而板受到支座的约束, 不能自由变形伸缩, 产生的应力超过混凝土的抗拉强度时, 必然会引起板的裂缝。
1.3 施工条件方面
1) 在现浇混凝土楼板中, 会发现一种沉降裂缝, 其产生原因是:过度振捣使支撑部位发生相对位移或者在混凝土强度未达到其混凝土拆模时所具备强度的百分比。其次, 模板挠度过大, 在荷载或外力的作用下变形沉降。2) 楼板浇筑完毕后, 混凝土没有达到条件强度, 承受较大荷载, 如堆放钢筋、堆放砌体材料这些荷载, 都会使支撑系统负弯矩超过楼板支座处弯矩值, 产生裂缝。3) 由于加快施工进度, 施工放线人员在混凝土未达强度 (1.2 N/mm2) 前进行放线, 撕开塑料薄膜, 使混凝土暴露在高温环境下, 混凝土失水过快, 会产生收缩裂缝。
1.4 施工工艺方面
1) 振捣方法:由于振捣方法不符合要求, 漏振、过振也会产生结构构件四周水泡和缩水裂缝。2) 二次抹压的施工技术:如果抹压的遍数, 初凝与终凝时间以及抹压方法不符合要求, 工艺间歇时间把握不到位, 会产生收缩裂缝及沉降裂缝。3) 模板垫层在浇筑之前没有进行充分湿润, 过分干燥, 因其吸水量增大, 导致混凝土局部收缩变形产生塑性收缩裂缝。4) 在钢筋绑扎过程中以及在浇筑混凝土过程中, 由于操作人员绑扎不到位或踩踏使负弯矩筋变形、相对位移, 减小负弯矩筋有效高度, 使该部位楼板抗拉能力大大降低, 从而导致该部位混凝土出现裂缝。
1.5 养护方面
混凝土养护时间的长短、气温高低、减小温度梯度、正常的凝结、硬化控制不当易产生表面收缩裂缝。
2 预防控制的措施
1) 应尽量选择中热或低热的水泥品种, 禁止使用安定性不符合要求的水泥, 如使用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。
2) 泵送混凝土用砂, 宜选用中砂 (uf=2.3~3.0) 。
3) 应使用含碱量小于0.6%的水泥或采用能抑制碱—集料反应的掺合料, 当使用含钾、钠离子的外加剂时必须进行专门试验。
4) 应根据混凝土使用环境, 抗渗等级, 选用适宜的水灰比, 并设专人在现场用坍落度检测器进行检测, 严禁在现场随意加水。
5) 各种外加剂一般不超过水泥质量的5%, 并且对混凝土的外加剂均匀性进行试验。
6) 设计方面分析:应加强对四周阳角处楼板配筋, 并适当提高该部位配筋率, 这样可以避免45°的斜角裂缝。
7) 结构设计中注意事项:a.应充分考虑约束状态下的结构设计, 保证结构有足够的伸缩变形空间;b.合理配置构造钢筋;c.应避免结构断面应力集中;d.应采用补偿收缩混凝土技术。
8) 浇筑中避免振动棒直接接触模板, 避免漏振、过振, 还应派木工操作人员检查支撑情况, 发现松动、位移立即进行加固处理拆模时应对同条件试块进行试压, 达到拆模条件方可拆模。
9) 应加强施工现场质量管理, 混凝土强度不足时, 严禁堆放重物, 如果不可避免, 可将重物放在板下有墙支撑的部位, 并且增大重物下部承压面积, 以有效避免裂缝。
10) 放线人员应避免大面积撕开塑料薄膜, 应根据放线位置控制薄膜撕开范围。放线人员踩踏混凝土表面, 以没有脚印为宜, 此时方可放线。
11) 正确浇筑方法:a.混凝土自由倾落高度不得超过2 m, 如果超过时, 应使用串筒或溜管。b.振捣时应快插慢拔, 振捣间距应根据振捣器的作用半径来考虑 (振动间距为作用半径的1.5倍) , 一般为30 cm~40 cm。c.浇筑上一层混凝土时, 应插入下一层5 cm, 避免形成施工缝。d.振捣时间不宜过长, 一般为8 s~10 s e.间隔20 min~30 min, 还应进行第二次复振。
12) 混凝土二次抹压可以避免因沉降及收水作用产生非结构性表面裂缝, 在混凝土初凝、终凝前两个不同阶段对混凝土进行提浆、压实、抹平、防止开裂的技术措施。
13) 在浇筑混凝土前, 应充分湿润模板, 且不得有明水为宜。
14) 在绑扎过程中, 要严格按图纸、规范、图集进行检查验收, 用卷尺检查其负弯矩钢筋位置、间距。浇筑过程中, 在钢筋上搭设马道, 以避免踩踏破坏, 还应设专人进行看护, 发现踩踏、破坏立即调整, 且保证负筋弯钩垂直朝下。
15) 养护:a.在第三遍抹平压实后, 应及时覆盖塑料薄膜、草帘, 在12 h内进行浇水养护, 要根据混凝土是否抗渗以及所使用水泥品种特性进行养护。b.适当提高养护环境有利于减少内外温差, 养护期间混凝土表面温度与混凝土内部中心温度不大于25℃, 以免混凝土表面干裂而产生塑性收缩。
上述措施已在太原市汾河房地产开发公司高层住宅楼等工程中应用, 在控制混凝土表面裂缝方面取得了良好的效果, 具有一定的技术经济价值。
摘要:根据多年的施工经验与技术总结, 从混凝土原材料、设计、施工条件、养护等方面分析了商品混凝土裂缝成因, 在此基础上提出裂缝控制方法, 并通过工程实例验证了这些控制措施的可行性、高效性。
关键词:商品混凝土,裂缝,原因分析,控制措施
参考文献
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