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對(duì)民用建筑現(xiàn)澆混凝土樓板開裂原因及預(yù)防措施的淺析

2009-08-14 11:54    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  為提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性及抗震性能,近年來在民用建筑中普遍設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、樓蓋。但從應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)很多問題,尤其裂縫問題(新建工程)表現(xiàn)的更為突出,基本已經(jīng)成為一個(gè)較普遍的質(zhì)量問題,F(xiàn)就現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施進(jìn)行一些分析。

  一、現(xiàn)澆樓板裂縫的形態(tài)特征及性質(zhì)

  從處理過的工程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫位置、形態(tài)特征大致有以下幾種:

  1)裂縫在現(xiàn)澆板角部,并與現(xiàn)澆板邊緣約成45°,斜向發(fā)展;

  2)在現(xiàn)澆板的跨中,近似直線型發(fā)展;

  3)在現(xiàn)澆板的邊緣,近似直線發(fā)展;

  4)不規(guī)則裂縫;

  采用回彈法、鉆芯修正法對(duì)現(xiàn)澆板的檢測結(jié)果反應(yīng):一般現(xiàn)澆板的混凝土強(qiáng)度推定值均達(dá)到樓板設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,鋼筋的配置基本上滿足設(shè)計(jì)要求。因此該裂縫不是結(jié)構(gòu)應(yīng)力裂縫,而是溫度的收縮應(yīng)力裂縫,此裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力是沒有影響,但是對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性和使用功能是有影響的。因此必須對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理。

  二、現(xiàn)澆混凝土樓板開裂原因

  混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的機(jī)理是:混凝土在結(jié)硬過程中,體積會(huì)發(fā)生變化,水泥石會(huì)產(chǎn)生水化熱,由于構(gòu)件內(nèi)部和表面升溫和降溫速度不同,混凝土的收縮變形就不同,混凝土的收縮變形受到外界的約束時(shí),就會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力,當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

  引起現(xiàn)澆混凝土樓板收縮開裂的原因大概有以下幾點(diǎn):

  1.材料方面

  1)混凝土配合比、水灰比

  由于混凝土配合比不當(dāng),造成混凝土分層離析,特別是梁板結(jié)構(gòu)的板,由于混凝土的離析,上部出現(xiàn)富水泥漿層,收縮大,引起樓板面的不規(guī)則裂縫。

  目前采用的商品混凝土,為了保證商品混凝土的流動(dòng)性能,坍落度較大,因此水灰比也較大。而混凝土中參與水化反應(yīng)的水量僅為游離水的20-25%,而大部分水是為了保證混凝土和易性的要求,這些游離水在蒸發(fā)后會(huì)在混凝土中產(chǎn)生大量毛細(xì)孔增加了混凝土的收縮。

  2)水泥品種等級(jí),水泥用量

  隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用,水泥的等級(jí)要求就高,水泥用量也就越大,水化熱就越高,混凝土的收縮變形也越大。

  3)粉狀摻合料大、品質(zhì)不良引起的裂縫

  粉劑摻合料的使用,如摻加粉煤灰、礦渣等,也會(huì)增加混凝土的收縮。粉狀材料的用量越大,收縮也越大。

  4)粗骨料用量減少和粒徑減小

  為了保證混凝土的可泵性,工程中一般選用較小粒徑的粗骨料,或減少粗骨料的用量。粗骨料的用量的減少和粗骨料粒徑的減小,會(huì)使混凝土的體積穩(wěn)定性下降,不穩(wěn)定性變大,從而增大了混凝土收縮。

  5)外加劑應(yīng)用不當(dāng)引起的裂縫

  目前混凝土中外加劑起著不可替代的作用,但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會(huì)直接引起混凝土種種質(zhì)量問題,并且外加劑的使用也會(huì)增大混凝土的收縮。

  ①、外加劑與水泥的適應(yīng)性不好

  外加劑與水泥的適應(yīng)性不好,將導(dǎo)致水泥假凝、泌水等,增加混凝土收縮,從而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

 、、早強(qiáng)劑的使用

  由于施工工期的需要,混凝土中往往摻加早強(qiáng)劑,早強(qiáng)劑的使用會(huì)顯著增加混凝土的收縮值,引起混凝土構(gòu)件開裂。

 、、緩凝劑的使用

  高效減水劑的使用需要克服的關(guān)鍵問題是坍落度損失問題,為解決坍落度的損失,高效減水劑往往復(fù)配緩凝劑,由于用于復(fù)配緩凝劑的品種繁多,部分緩凝劑會(huì)增加混凝土的收縮值,導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

  2.設(shè)計(jì)方面

  1)建筑平面

  收縮裂縫往往出現(xiàn)在收縮應(yīng)力集中的薄弱截面上,在建筑設(shè)計(jì)中,一般只注重建筑功能而忽視建筑結(jié)構(gòu)問題。如建筑平面不規(guī)則,而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)又沒有采取加強(qiáng)措施,在凹凸角處容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力集中,從而造成板開裂。

  2)樓板配筋

  板配筋間距偏大,特別是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋未通長設(shè)置,致使在靠近板邊緣處沿負(fù)彎矩筋端部出現(xiàn)裂縫。而在房屋角部的板角處,雙向板由于收縮是雙向的,由于沒有配置足夠的構(gòu)造鋼筋,因此產(chǎn)生450斜裂縫。

  3)樓板厚度

  鋼筋混凝土構(gòu)件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔(dān)的,現(xiàn)澆混凝土樓板過薄,板的剛度勢(shì)必降低,受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大,板因此開裂。

  4)樓板中暗埋PVC管

  由于樓板較薄,因此在埋有PVC管線處樓板截面削弱很大,而樓板跨中部位一般只有一層下部鋼筋,容易出現(xiàn)順著PVC管線走向的裂縫,如我們發(fā)現(xiàn)板中部的通長裂縫經(jīng)常從燈頭處穿過。

  3.施工原因

  1)混凝土強(qiáng)度的影響

  混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度降低,從而引起樓板開裂。如某住宅樓樓板,設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,而實(shí)測混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到16.7MPa,強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

  2)配筋和樓板厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

  施工中,由于鋼筋配置不符合要求、鋼筋間距偏大和樓板厚度不符合設(shè)計(jì)要求,均會(huì)導(dǎo)致樓板開裂。嚴(yán)重時(shí),由于施工中擅自減小配筋量,則會(huì)引起構(gòu)件的安全問題。

  3)鋼筋保護(hù)層偏大

  施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板,施工人員在鋼筋上踩踏,致使上層鋼筋的保護(hù)層厚度偏大,引起板面開裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒有通長配置時(shí),裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部,沿板邊緣近似成直線發(fā)展。

  4)未采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施

  混凝土澆注后,沒有按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致板收縮開裂。

  三、預(yù)防現(xiàn)澆混凝土樓板開裂的措施

  混凝土收縮開裂是與材料性能有關(guān)的固有特性。要想完全阻止裂縫的開展是不可能的,只能從設(shè)計(jì)、施工以及材料等方面加以改進(jìn),采取“防和放”的手段防止和釋放收縮變形產(chǎn)生的應(yīng)力集中,以減小和細(xì)化裂縫。

  1.設(shè)計(jì)方面

  設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)構(gòu)造上采取適當(dāng)?shù)拇胧,提高?gòu)件抵抗收縮應(yīng)力的能力。

  1)適當(dāng)加大板的厚度;

  2)在同樣配筋率的情況下盡量減小鋼筋的直徑和間距;

  3)采用雙層雙向配筋或在板面無負(fù)筋處配置雙向鋼筋網(wǎng);

  4)在板角部位配置與對(duì)角線平行的角部加強(qiáng)鋼筋;

  5)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板;

  2.施工方面

  施工人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到材料變化對(duì)混凝土收縮的影響,采取有效措施減少收縮。

  1)嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān),切忌偷工減料;

  2)注意鋼筋綁扎質(zhì)量,并采取措施保證鋼筋的保護(hù)層厚度,澆注混凝土?xí)r嚴(yán)禁施工人員在鋼筋網(wǎng)上踩踏;

  3)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比,適當(dāng)控制水灰比及摻加料的使用;

  4)盡量采用含泥量較少的中砂,以減少混凝土收縮裂縫發(fā)生的可能性;

  5)切實(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施。

  綜上所述,現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施應(yīng)是多方面的,只要從設(shè)計(jì)、材料和現(xiàn)場施工管理等方面,做到嚴(yán)格控制和規(guī)范施工,就一定能夠把現(xiàn)澆板的宏觀裂縫寬度控制在規(guī)范以內(nèi)。

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