摘 要:从混凝土的配制、振捣、养护、楼板施工多方面分析了混凝土楼板裂缝的产生原因,从设计、施工以及材料选择等方面介绍了裂缝的控制措施,以有效控制混凝土裂缝。
关键词:裂缝,混凝土,配合比设计
中图分类号: TU375. 2
1 裂缝产生的原因
1) 混凝土水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂致使混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送混凝土为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
2) 混凝土施工中过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之前洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
3) 混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因,过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当最易产生温差裂缝。
4) 楼板的弹性变形及支座处的负弯矩,施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,把板面负筋踩弯等,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
2 裂缝的控制措施
2. 1 设计方面
1) 设计中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗—放”结合、或以“抗”为主、或以“放”为主的设计原则,来选择结构方案和使用的材料。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得已形成时,应充分考虑采用加强措施。2) 积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明,效果是很好的。
3) 重视对构造钢筋的认识:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
4) 对于大体积混凝土,建议在设计中考虑采用60 d 龄期混凝土强度值作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
2. 2 材料选择和混凝土配合比设计方面
1) 根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2) 选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3) 积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、第六大组分,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
4) 正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
5) 配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
3 现场操作方面
1) 浇捣工作:浇捣时,振捣棒要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2) 混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要,以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14 d～28 d。
3) 混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等) ,避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温差裂缝。
4) 避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
5) 对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。
6) 夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满解决。
