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随着各地建筑业的迅猛发展,商品混凝土在建筑行业中的应用越来越广泛,但同时由于温度应力、混凝土自身干缩以及施工工艺粗糙,造成现浇楼板沿进深方向或开间方向通长裂缝,也有沿预埋管方向或在楼板角部斜向发生的裂缝。这一质量通病一直如影随形,没有得到很好的解决,给工程质量带来不同程度的危害。
一、混凝土裂缝的种类及成因
1.非施工因素
环境因素:混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化或水泥水化热使混凝土温度发生变化时。而建筑物中的结构构件在温度变形和约束的共同作用下,产生温度应力,当这种应力超过混凝土的抗裂强度时,就产生温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀、降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.施工因素
(1)材料质量控制不当:现行商品混凝土,有时由于商品混凝土运输车辆烦忙,送至工地时混凝土临近初凝,易产生构件裂缝。我们要控制材料质量和混凝土坍落度、配合比及相关性能指标。
(2)施工过程控制不当:浇筑混凝土时失误造成坍落度等控制不好从而产生裂缝、麻面、蜂窝等现象。我们严格施工过程的控制,遵循施工工艺流程。另外施工养护不良时,混凝土表面干燥过快,而内部温度变化小,表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土约束,在构件表面产生较大的拉应力,当拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时,即产生干缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。
二、砼裂缝的预防措施
1、 重点加强楼面钢筋网的保护措施:钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力。起着抵抗外荷载所产生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处上下合理的保护前提下才能确保有效。楼面上层钢筋网的保护,一直是施工中的一大难题,其原因为:板的上层钢筋一般较细,受到人员踩踏后容易产生弯曲、变形、下坠,钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,施工人员众多,行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;上层钢筋网的钢筋马凳设置间距过大甚至不设。根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋必须设置钢筋马凳,其纵横向间距不应大于700mm,特别对于直径小于8mm类钢筋,马凳的间距应控制在600mm以内,才能取得较良好的效果。
2、预埋线管处的裂缝防治措施:多根线管的集散处使混凝土截面受到削弱,引起应力集中,是容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,线管敷设走向不垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝,因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应增设垂直于线管的短钢筋网加强。
3、材料吊卸区域的楼面裂缝防治措施:目前在主体结构的施工过程中,除了大开间的混凝土总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见,对这类裂缝的综合防治措施如下:主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要保护(一般不宜小于等24h)必须获得保证。
4、加强楼面混凝土的保湿养护,对其强度增长和各类性能的提高十分重要。混凝土浇筑完毕后12小时内,应对混凝土加以覆盖和浇水养护,一般养护时间不少于7天,加缓凝性外加剂的混凝土不少于14天。但在实际施工中,由于润水养护将影响放线及施工人员作业,所以在赶工期过程中为不延滞下步工序导致楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。因此施工中应设专人定时喷洒,与下步工序合理穿插施工,以能保持混凝土完全处于湿润状态。
三、砼裂缝的处理方法
(1) 经过现场分析,确认在裂缝不降低承载力的情况下,采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:
① 表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。
②充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。
③注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修补方法,首先裂缝处设置注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补。
(2) 如果裂缝影响到结构安全,可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固,须经设计验算同意后方可进行。
①围套加固法。在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未破碎裂透或一侧破裂的,将裂缝部位钢筋保护层凿去,外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的方法处理。
②钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧,以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时,应使钢套箍与混凝土表面紧密接触,以保证共同工作。
③粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂,粘结到构件砼裂缝部位表面,使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前,钢材表面进行喷砂除锈,混凝土刷净干燥,粘结层厚度为1~4毫米。
综上所述,砼裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,完善设计及加强施工等方面的管理,使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度,以确保结构安全。
一、混凝土裂缝的种类及成因
1.非施工因素
环境因素:混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化或水泥水化热使混凝土温度发生变化时。而建筑物中的结构构件在温度变形和约束的共同作用下,产生温度应力,当这种应力超过混凝土的抗裂强度时,就产生温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀、降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.施工因素
(1)材料质量控制不当:现行商品混凝土,有时由于商品混凝土运输车辆烦忙,送至工地时混凝土临近初凝,易产生构件裂缝。我们要控制材料质量和混凝土坍落度、配合比及相关性能指标。
(2)施工过程控制不当:浇筑混凝土时失误造成坍落度等控制不好从而产生裂缝、麻面、蜂窝等现象。我们严格施工过程的控制,遵循施工工艺流程。另外施工养护不良时,混凝土表面干燥过快,而内部温度变化小,表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土约束,在构件表面产生较大的拉应力,当拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时,即产生干缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。
二、砼裂缝的预防措施
1、 重点加强楼面钢筋网的保护措施:钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力。起着抵抗外荷载所产生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处上下合理的保护前提下才能确保有效。楼面上层钢筋网的保护,一直是施工中的一大难题,其原因为:板的上层钢筋一般较细,受到人员踩踏后容易产生弯曲、变形、下坠,钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,施工人员众多,行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;上层钢筋网的钢筋马凳设置间距过大甚至不设。根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋必须设置钢筋马凳,其纵横向间距不应大于700mm,特别对于直径小于8mm类钢筋,马凳的间距应控制在600mm以内,才能取得较良好的效果。
2、预埋线管处的裂缝防治措施:多根线管的集散处使混凝土截面受到削弱,引起应力集中,是容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,线管敷设走向不垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向垂直于混凝土的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝,因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应增设垂直于线管的短钢筋网加强。
3、材料吊卸区域的楼面裂缝防治措施:目前在主体结构的施工过程中,除了大开间的混凝土总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见,对这类裂缝的综合防治措施如下:主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要保护(一般不宜小于等24h)必须获得保证。
4、加强楼面混凝土的保湿养护,对其强度增长和各类性能的提高十分重要。混凝土浇筑完毕后12小时内,应对混凝土加以覆盖和浇水养护,一般养护时间不少于7天,加缓凝性外加剂的混凝土不少于14天。但在实际施工中,由于润水养护将影响放线及施工人员作业,所以在赶工期过程中为不延滞下步工序导致楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。因此施工中应设专人定时喷洒,与下步工序合理穿插施工,以能保持混凝土完全处于湿润状态。
三、砼裂缝的处理方法
(1) 经过现场分析,确认在裂缝不降低承载力的情况下,采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:
① 表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。
②充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。
③注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修补方法,首先裂缝处设置注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补。
(2) 如果裂缝影响到结构安全,可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固,须经设计验算同意后方可进行。
①围套加固法。在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未破碎裂透或一侧破裂的,将裂缝部位钢筋保护层凿去,外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的方法处理。
②钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧,以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时,应使钢套箍与混凝土表面紧密接触,以保证共同工作。
③粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂,粘结到构件砼裂缝部位表面,使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前,钢材表面进行喷砂除锈,混凝土刷净干燥,粘结层厚度为1~4毫米。
综上所述,砼裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,完善设计及加强施工等方面的管理,使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度,以确保结构安全。