混凝土现浇板早期裂缝影响因素分析论文_樊光虎

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摘要:混凝土以其稳定、可靠、优良的质量受到施工单位的青睐。但是当前混凝土施工的过程中出现现浇裂缝的问题,这个问题当前是施工单位所要面临的难题。本文主要分析了混凝土现浇板早期裂缝产生的原因并提出了预防裂缝的措施。

关键词:混凝土裂缝;现浇板;因素;措施

引言

随着社会经济的高速发展,商品化住宅房越来越多,其结构形式也随之逐步提高升级,现浇混凝土楼板逐步代替了预制多孔板,虽然提高了抗震时楼板的整体性,但随之而来出现了现浇楼板混凝土的裂缝问题,这已成为住户投诉的焦点和热点问题,现浇楼板裂缝不仅给住户带来不安全的心理压力,过大裂缝会影响其耐久性,甚至危及结构安全,区此进行住宅现浇楼板裂缝防治是当务之急,作为施工技术人员、监理人员、设计人员应当高度重视。

一、混凝土现浇板产生裂缝的种类

混凝土现浇板前期产生的裂缝根据宽度不同,将混凝土产生的裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝:其宽度为0.05mm以下。微观裂缝分为粘着裂缝、集料裂缝、和水泥石裂缝三种。①粘着裂缝,指沿着集料的周围出现的集料与水泥石粘结面上的裂缝;②集料裂缝,指有在于集料本身的裂缝;③水泥石裂缝,指分布于集料之间的水泥浆中的水泥石裂缝。宏观裂缝:混凝土宽不小于0.05mm的裂缝是肉眼可见裂缝,亦称为宏观裂缝。宏观裂缝分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。①表面裂缝:混凝土浇筑初期,由于水化热大量产生,在混凝土表面散热情况不好的情况下,混凝土内部温度高、表面温度低,形成温度梯度,使混凝土内部形成应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝上表面就会产生裂缝。②深层裂缝:基础约束范围内的混凝土,处在大面积的拉应力状态,在这种区域内若产生了表面缝。则可能发展成为深层裂缝。③贯穿裂缝:体积收缩变形、地基变形等原因的整个混凝土截面贯穿性裂缝。

二、现浇板产生裂缝的因素分析

混凝土出现裂缝是混凝土工程常见的“多发病”,原因有多方面。由于混凝土浇筑后,几天内出现的裂缝,楼板未承受大的荷载,设计上的原因可以排除。

1.1塑性变形裂缝

塑性裂缝的出现,不仅影响混凝土的外观质量,更重要的会造成混凝土防水性能下降、钢筋锈蚀等不良后果,影响混凝土结构的使用年限。塑性裂缝一般可分为两类,即塑性沉降裂缝和低塑性收缩裂缝。

(1)塑性沉降裂缝。由于混凝土拌合物坍落度过大,粗骨料颗粒沉降时受到钢筋、模板等阻碍,在混凝土浇筑面上形成裂缝。这种裂缝的特征是规律性强,其分布、形状与钢筋布置、模板尺寸变化及混凝土浇筑厚度有关。

(2)低塑性收缩裂缝。一般而言,混凝土中水泥凝结硬化和水分的蒸发而引起的混凝土体积收缩较小而且较匀,不会产生裂缝。但当混凝土拌合物的坍落度较大而且在温度高、风速大的干燥环境中,混凝土表面收缩过大,收缩应力大于混凝土自身抗拉应力时就会出现裂缝。低塑性收缩裂缝深度小,长短不一,有时呈龟裂状。如果环境温度过高,水泥凝结过快,也会出现贯穿裂缝。

1.2温度变形裂缝

混凝士同其他材料一样,具有热胀冷缩的性质,在没有约束时,混凝土会随温度的升高而膨胀,随温度的下降而收缩,不会产生裂缝。但是,结构混凝t是有约束的,体积的膨胀或收缩受到限制而产生温度应力。由于混凝土的抗拉强度很低,容易被较大温差引起的温度应力而破坏,产生温度裂缝。水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥可释放出50.2J的热量,从而使混凝土内部温度升高,由于混凝土内部和表面散热条件不同,所以混凝土中心温度梯度,产生温度变形和温度应力。温度越高,温差越大,温度应力也越大。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。

1.3混凝土自身的干燥收缩产生干缩裂缝

(1)从混凝土自身来看,混凝土强度等级提高时,通常采用增大水泥用量,掺人外加剂减少水的加人等措施既保证了混凝土的强度,又保持泵送混凝土所需要的流动性。Co~Cg混凝土,一般水泥用量都在350~500kg/m左右,再加上高效减水剂使水灰比控制在0.35~0.40,坍落度可以达到120~220 mm,初凝时间一般在2~7h,在初凝之前混凝土是没有强度的,但遇到环境温度比较高,混凝土表层的水份很容易蒸发(空气相对湿度低,再加上有风吹),随着水分蒸发,表面收缩,导致裂缝产生。此类裂缝,无方向性,裂缝较细,数量较多。

(2)泵送混凝土前加水,局部水灰比过大,水泥浆含水过多,当水份蒸发后表面收缩也会产生裂縫。

(3)气候的影响:干燥的气候和干热风的影响。春秋季昼夜温差大且时有干热风的侵袭,此时浇筑混凝土梁板表面混凝土水份最容易蒸发,表层水份的散失,即带来了大量细而短的、不规则裂缝,而同时浇筑的梁、柱,因其表面系数小,又有模板包围,裂缝自然不易产生了。

1.4混凝土初凝时受到扰动出現裂缝

混凝土在未凝结前,受到外力扰动,混凝土可以有恢复作用,但初凝后,混凝土逐渐失去本身的流动性,出现了裂縫就不可能恢复了。扰动的来源有以下几个方面。

(1)泵送管道支撑对楼板的冲击和振动;楼板面积比较大时,泵送管道通常架设在模板上,由于泵送管道布置弯头较多,使泵送阻力增加,泵管输送混凝土时的来回运动,影响到钢筋的周期振动,这种振动,对初凝后的混凝土影响很大,只要有足够的时间,在混凝土中就会形成裂缝,裂缝方向性很强,与钢筋走向相同,星方格状或等距离分布。

(2)底板模板刚度不足,受力变形也会造成此种裂缝情况,常见于胶合板模板,下部支撑杆布置较稀时,未浇筑前上人就可以感到模板刚度不够,脚抬起来模板就反弹。如果浇混凝土之后混凝土虽然凝固,但未能达到足够的强度时,此时上人作抹平,浇水或养护作业时,受上述荷载的作用,就会出现裂缝。此种裂缝呈不规划放射网状,裂缝集中处即是受外力集中的地方。

(3)浇筑完的混凝土在初凝后,模板支撑下沉;多见于挑沿处,作立柱的钢管过长,无水平支撑造成模板轻微下沉,造成混凝土拉裂缝,该裂缝多为沿墙方向分布,长度在2m左右。

(4)楼板中的电线穿线管固定不牢,混凝土凝结后即上人操作,使电线穿线管下压;将混凝土压裂,拆模后可见裂缝走向与穿线管方向相同。

三、控制和防止早期裂缝的措施

1.浇板钢筋直径和间距的控制

现浇板中钢筋的直径和间距在适当增加配筋率的条件下尽量采用直径小而间距密时配筋方式,特别在板面负弯矩区以及四个拐角处,不仅钢筋要采用直径小,间距密的钢筋,而且应适当延长负弯矩的锚固长度.这样对于减少现浇板的裂缝是非常有效的。

2.混凝土原材料的控制

水泥尽量不要采用特高强的水泥,水泥的水化热要小,收缩低.砂尽量采用中砂,石子的级配要良好,严格控制砂和石子的含泥量,采用符合混凝上配合比使用的用水,粉煤灰不低于II级。

3.混凝土配合比的控制

配合比当中,尽量减少水泥用量,增加掺合料的比例,有条件的尽量使用复合掺合料。在满足混凝土性能的同时,尽量增加配合比中粗骨料的比例.控制水灰比,减小混凝土的单位用水量,减小混凝土的泌水。

4.施工工艺的控制

为消除混凝土塑性沉降裂缝,应设法减少泌水和混凝土下沉时受阻的可能性,而最有效的方法是对其进行二次振捣,尤其是沉降量不同,沉降受阻处(如柱头),对具有可塑性的混凝土进行适时重复振捣不仅会消除混凝土塑性裂缝,还可以改善混凝土和钢筋的粘结强度,第二次振捣的时间是至关重要的。一般应以混凝土振捣棒插入混凝土振捣密实后再抽出来时混凝土表面未留下明显的痕迹为最后时间,因影响混凝土凝结时间的因素太多,所以具体的振捣时间应以实际操作为准,控制塑性收缩裂缝也可以采用二次振捣工艺,对表面积大而厚度小的混凝土板采用平板振动器,通过振捣使混凝土的体积收缩减小而且均匀而消除塑性收缩裂缝,也可采用碾压和抹平的方法,也能取得较好效果。

5.做好混凝土的养护

混凝土养护的目的是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土和大风天气,浇注前应保持模板充分湿润,混凝土浇注施工工序完毕后应立即覆盖塑料薄膜,封闭混凝土表面水分燕发,保持混凝土处于潮湿下养护,或及时在混凝土表面盖麻袋并浇水养护,使混凝土外路表面始终保持湿润状态。浇水养护不得少于7d,对掺膨胀剂混凝土养护期不少于14d。

6.控制拆模时间

规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝.新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,总之,延长拆除模板的时间,对减少板的裂缝也是有利的。

结束语

混凝土的早期开裂是个很复杂的问题,影响因素较多,它与混凝土原材料、配合比、施工工艺、养护条件、拆模时间以及环境温湿度有关,早期裂缝的产生往往是多种因素叠加的结果,尽管裂缝的发生是不可避免的,但通过合理设计、泵送混凝上配合比优化、合理的施工工艺、加强浇注现场的养护工作、事后及早处理等多方面措施,可以将裂缝的危害降低到最低程度。

参考文献

[1] 陈则永.建筑混凝土施工的裂缝原因及其防治方法[J].四川建材,2018

[2] 叶长裕.水泥混凝土早期裂缝防治方法的探讨[J].江西建材,2016

[3] 钢筋混凝土现浇板裂缝的分析和防治[J].崔宗琦.风景名胜.2018

论文作者:樊光虎

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期

论文发表时间:2019/8/23

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