裂縫種類(lèi)與修補(bǔ)講述_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、.施工階段常見(jiàn)的混凝土裂縫一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分類(lèi)方法(一)根據(jù)裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分裂縫,一般可分為兩大類(lèi)1、施工期間出現(xiàn)的裂縫2、使用期間出現(xiàn)的裂縫自收縮塑性收縮(蒸發(fā)、基層吸水)塑性沉降自收縮干 縮溫度收縮干 縮自收縮溫度收縮沖擊荷載凍融循環(huán)溫度變形干 縮自收縮澆筑 初凝 終凝 使用 1 4個(gè)月 數(shù)年 數(shù)十年圖 1(終凝后出現(xiàn)的裂縫一定是規(guī)則的)(二)根據(jù)引起裂縫的原因可分為混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有多種,但根本原因是混凝土中的拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度。具體可歸結(jié)為溫度和濕度變化、外荷載產(chǎn)生的變形過(guò)大和施工方法不當(dāng)這三種原因。具體類(lèi)型有:1.水泥干縮產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在混凝土的表面,比

2、較細(xì)小。水泥是水硬性材料,具有干縮性,在硬化初期如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成水份不足則可能產(chǎn)生裂縫。2.溫差變化,由熱脹冷縮效應(yīng)引起的裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在溫差變化較大的環(huán)境及面積或長(zhǎng)度較大,而又未在適當(dāng)?shù)牟课涣粼O(shè)伸縮縫的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)上。3.應(yīng)力集中引起的裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土板的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)角處或支座處。是由于板面負(fù)彎矩鋼筋配筋不足或鋼筋粗而間距過(guò)大造成的。4.使用不當(dāng)造成過(guò)載,變形過(guò)大引起的裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)。5.張拉力引起的裂縫。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件張拉后的放張過(guò)程中,如控制不好則可能造成裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的端部或板的上表面角部。6.不均勻沉降引起的裂縫

3、。由于地基的不均勻沉降造成基礎(chǔ)或圈梁、大梁及其它構(gòu)件拉力過(guò)大而出現(xiàn)裂縫。(三)按照裂縫的產(chǎn)生規(guī)律、形態(tài)、容易發(fā)生的部位分布劃分,一般有以下幾種1、塑性收縮裂縫塑性收縮是指混凝土未凝結(jié)硬化前,還處于塑性狀態(tài)時(shí)發(fā)生的收縮。塑性收縮導(dǎo)致的裂縫就稱(chēng)作塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫和塑性沉降裂縫均屬于混凝土塑性裂縫。混凝土塑性裂縫是指混凝土澆筑成型后還未硬化,仍處于可塑狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的裂縫,塑性裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)影響混凝土構(gòu)件的外觀質(zhì)量,更重要的是會(huì)造成混凝土防水性能下降、鋼筋容易銹蝕等不良后果,影響混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限,這一點(diǎn)應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中給予充分的重視。說(shuō)明:混凝土其它收縮有:化學(xué)減縮:水泥水化產(chǎn)物總體

4、積小于反應(yīng)物(水泥水)總體積導(dǎo)致的體積收縮。在混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程發(fā)生。自生收縮:水泥漿體內(nèi)部孔隙的干燥過(guò)程導(dǎo)致孔隙體積收縮引起的收縮。在混凝土硬化過(guò)程發(fā)生。溫降收縮:水泥水化放熱導(dǎo)致混凝土溫度升高,水化基本完成后混凝土逐步降低到環(huán)境溫度,伴隨溫度降低會(huì)產(chǎn)生收縮。干燥收縮(干縮):環(huán)境濕度低于混凝土內(nèi)部濕度,則混凝土水分會(huì)從內(nèi)向外遷移,到表面蒸發(fā)損失,引起體積收縮。塑性收縮比較容易防止。化學(xué)減縮是不可避免的,不過(guò)化學(xué)減縮的體積主要形成水泥漿體的內(nèi)部孔隙。自生收縮、溫降收縮和干燥收縮需要采取技術(shù)對(duì)策應(yīng)對(duì),只要防止收縮導(dǎo)致的拉應(yīng)力始終小于當(dāng)時(shí)混凝土抗拉強(qiáng)度,就能夠避免混凝土產(chǎn)生裂縫。2、塑性沉降裂縫

5、沉降裂縫是在施工過(guò)程中混凝土尚無(wú)任何強(qiáng)度時(shí),由于模板振動(dòng)、基礎(chǔ)下沉、混凝土振后表面(泌)積水較多引起的,這類(lèi)裂縫一般較深。沿鋼筋走向出現(xiàn)的縱縫,是引起鋼筋銹蝕的常見(jiàn)原因,對(duì)結(jié)構(gòu)的危害應(yīng)引起重視,需進(jìn)行處理。3、收縮裂縫收縮是在混凝土凝結(jié)期間或硬化后表面形成的裂縫。由于受到模板和周?chē)Y(jié)構(gòu)件的約束、缺少養(yǎng)護(hù)水、表面未保護(hù)、收縮不勻而引發(fā)的裂縫,形狀與構(gòu)件表面垂直。對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度視縫的大小及深度來(lái)定,縫較小時(shí)可不作處理。4、溫差裂縫面對(duì)于由溫度變化引起的或是因水泥的水化熱過(guò)高形成的裂縫,一般同構(gòu)件截面相垂直。但也會(huì)出現(xiàn)在位于構(gòu)件表面或貫穿整個(gè)截面的現(xiàn)象,要根據(jù)裂縫的深度和寬度進(jìn)行處理。5、不規(guī)則龜

6、裂龜裂是在澆筑后對(duì)表面沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真抹壓處理或覆蓋養(yǎng)護(hù),出現(xiàn)較多數(shù)量但裂縫較淺的縫,在初凝期間發(fā)生。這種縫對(duì)結(jié)構(gòu)不會(huì)造成危害,一般不處理。 6、縱向裂縫7、橫向裂縫垂直于構(gòu)件截面的橫向裂縫,主要因荷載作用、溫差收縮作用引起。當(dāng)裂縫與主筋垂直時(shí),縫寬較小,腐蝕介質(zhì)不易侵濁內(nèi)部,對(duì)結(jié)構(gòu)體不會(huì)造成危害;當(dāng)鋼筋沿兩個(gè)方向垂直放置時(shí),裂縫與一根鋼筋垂直而于另一根鋼筋平行,由于大直徑鋼筋的作用,對(duì)能這條平行的裂縫與鋼筋的位置相符合,這種裂縫很轉(zhuǎn)易引起鋼筋的腐蝕。8、剪切裂縫因結(jié)構(gòu)體的荷載或震動(dòng)移位而引起的裂縫。9、扭轉(zhuǎn)裂縫10、斜向裂縫、八字和倒八字形裂縫這種裂縫一般只出現(xiàn)在墻體表面,主要因地基不均勻下沉或

7、是溫差作用引起的。當(dāng)條形建筑中部下沉量較大時(shí),兩端部墻體表面則出現(xiàn)八字形裂縫;當(dāng)建筑中部地基堅(jiān)硬時(shí),兩端部地基在軟土層上,則出現(xiàn)倒八字形裂縫;條形建筑一端沉降量大時(shí)會(huì)出現(xiàn)斜向裂縫;當(dāng)建筑屋面上部因高溫或高濕而膨脹量較大時(shí),墻面也會(huì)出現(xiàn)八字形裂縫;屋面頂部因低溫干燥收縮時(shí),墻面則出現(xiàn)倒八字形裂縫。根據(jù)出現(xiàn)裂縫的時(shí)間可以判斷其穩(wěn)定程度,進(jìn)而分析對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響。11、X形交叉裂縫在地震及外力撞擊作用下,柱子端頭和墻面上會(huì)出現(xiàn)X形裂縫,當(dāng)裂縫出現(xiàn)后應(yīng)立即分折并采取措施處理。12、其他裂縫。當(dāng)條形建筑中部下沉量較大時(shí),兩端部墻體表面則出現(xiàn)八字形裂縫;當(dāng)建筑中部地基堅(jiān)硬時(shí),兩端部地基在軟土層上,則出現(xiàn)

8、倒八字形裂縫;條形建筑一端沉降量大時(shí)會(huì)出現(xiàn)斜向裂縫;當(dāng)建筑屋面上部因高溫或高濕而膨脹量較大時(shí),墻面也會(huì)出現(xiàn)八字形裂縫;屋面頂部因低溫干燥收縮時(shí),墻面則出現(xiàn)倒八字形裂縫。根據(jù)出現(xiàn)裂縫的時(shí)間可以判斷其穩(wěn)定程度,進(jìn)而分析對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響。13、火災(zāi)及其他原因引起的裂縫因火災(zāi)溫度很髙且不均勻,裂縫會(huì)不規(guī)則的出現(xiàn),程度也不盡相同,首先要根據(jù)裂縫的大小和表面燒毀的實(shí)際調(diào)査清楚,再確定修補(bǔ)還是灌漿處理。二、施工期間產(chǎn)生裂縫及其防治防止塑性收縮和裂縫的方法就是對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),最好保持混凝土表面潮濕(覆蓋濕布、灑水等),至少也要防止水分從混凝土表面蒸發(fā)損失(包裹塑料薄膜、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等)。(一)混凝土塑性收縮

9、裂縫1、裂縫成因混凝土可以被認(rèn)為是一種人造的沉積巖,泵送混凝土剛剛澆筑成型后,由于混凝土各種固體顆粒在減水劑的作用下形成了溶劑化層,導(dǎo)致各種固體顆粒之間存在一層水膜,在混凝土的表面處則形成凹形液面,在一般情況下,水分揮發(fā)會(huì)使固體顆粒進(jìn)一步靠近,毛細(xì)管進(jìn)一步變細(xì),增大了將水從混凝土內(nèi)層提升到表面的能力,同時(shí)混凝土的泌水也有利于水上升到混凝土表面。普通混凝土所含的水分少在泌水和毛細(xì)管的雙重作用下使混凝土的體積收縮小而且較均勻,所以普通混凝土較少產(chǎn)生塑性收縮裂縫。對(duì)于泵送混凝土而言,因其所含的水分較多,若環(huán)境溫度高、風(fēng)速大或空氣干燥,水分揮發(fā)迅速,混凝土的泌水和毛細(xì)管提升水的綜合作用還低于水的揮發(fā)作

10、用時(shí),使混凝土表層脫水速度遠(yuǎn)大于混凝土內(nèi)層提供水的速度,造成了混凝土面層體積收縮大,若這時(shí)混凝土還未產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度,則在混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫,商品混凝土因運(yùn)輸距離長(zhǎng),為防止流動(dòng)性損失過(guò)大,常常加入緩凝劑、保塑劑等,更增加了形成塑性收縮裂縫的可能。因混凝土的塌落度大,對(duì)模板的側(cè)向壓力也大,使模板容易發(fā)生變形也會(huì)形成塑性裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在砼較薄的結(jié)構(gòu),如現(xiàn)澆樓板砼,地坪砼等。在結(jié)構(gòu)斷面300mm,砼坍落度100mm時(shí),最容易發(fā)生此種裂縫。有時(shí)在負(fù)溫條件下也會(huì)產(chǎn)生塑性收縮裂縫,因混凝土與環(huán)境的溫差大、空氣干燥水分揮發(fā)快,也能產(chǎn)生混凝土塑性收縮裂縫。2、裂縫特點(diǎn)造成混凝土塑性收縮裂縫的主要

11、原因是混凝土在塑性狀態(tài)時(shí)混凝土表面失水過(guò)快造成的,常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上,一般長(zhǎng)度大約0.22m,寬度為15mm,裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一,互不連貫狀態(tài)。從外觀分為無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和稍有規(guī)則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀,深度一般310cm,它與塑性沉降裂縫相比,貫穿整個(gè)混凝土板的裂縫是極少的,而且塑性收縮裂縫通常延伸不到混凝土板的邊緣,這一點(diǎn)可做為混凝土早期塑性收縮裂縫與混凝土長(zhǎng)期干燥收縮裂縫相區(qū)別的依據(jù),在實(shí)際上很難區(qū)別塑性收縮裂縫與塑性沉降裂縫,但如果裂縫的走向與鋼筋布置的形狀和混凝土構(gòu)件的幾何形狀有關(guān),則可以判定沉降在裂縫的形成過(guò)程中

12、起了一定的作用,有時(shí)這兩種裂縫是同時(shí)存在的,只不過(guò)是以何種為主罷了。3、防治裂縫出現(xiàn)的措施從根本上講,為預(yù)防泵送混凝土產(chǎn)生塑性裂縫應(yīng)從三方面考慮并采取如下措施。(1)混凝土配合比設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土?xí)r,選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;對(duì)于現(xiàn)拌或預(yù)拌混凝土,均可摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰降低混凝土的泌水和干燥收縮值。嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來(lái)增加混凝土的流動(dòng)性,降低水泥及水的用量;在滿足強(qiáng)度條件下,盡可能減少水泥用量,盡可能不用礦渣水泥以利于降低泌水量。適當(dāng)采用偏粗的中砂,降低混凝土中砂漿的收縮量;嚴(yán)格控制骨料的含泥量。加入引氣劑,切斷毛細(xì)管可以減少水分的揮發(fā),而且引氣劑對(duì)泵送混凝土

13、工作性的改善也十分有利,是降低混凝土塑性裂縫的有效措施。預(yù)拌混凝土在滿足可泵性、和易性的前提下,盡量減小出機(jī)稠度、降低砂率。(2)改善混凝土澆筑的外界條件防止?jié)仓蟮幕炷猎诹胰障卤瘢袟l件時(shí)宜加設(shè)臨時(shí)遮陽(yáng)棚或檔風(fēng)墻,有利于降低混凝土表面的溫度和混凝土表面的風(fēng)速。在混凝土澆筑前,將基層和模板澆水均勻濕透,對(duì)模板進(jìn)行預(yù)濕。(3)施工措施通過(guò)實(shí)施下列措施,完全可以避免砼初凝前出現(xiàn)的裂縫。養(yǎng)護(hù)1)在施工時(shí),盡量縮短澆筑與開(kāi)始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間差。對(duì)未拆模的外露混凝土表面(上表面),及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片、土、砂子等,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在終凝前應(yīng)保持其表面的潮濕狀態(tài);2)拆

14、模的混凝土構(gòu)件,其表面應(yīng)及時(shí)噴施混凝土養(yǎng)護(hù)劑或澆水養(yǎng)護(hù),保證構(gòu)件表面濕度;混凝土養(yǎng)護(hù)工作的具體要求和做法:a加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù):在正常情況下,澆筑完畢后12小時(shí)內(nèi)(或混凝土硬化后)對(duì)混凝土加以覆蓋適時(shí)澆水;一般來(lái)說(shuō)初凝后可以覆蓋,終凝后開(kāi)始澆水;如遇高溫、大風(fēng)、干燥天氣,應(yīng)及時(shí)覆蓋;對(duì)于較大面積的澆筑,覆蓋工作應(yīng)隨工作面同步進(jìn)行,確保混凝土早期不失水。b混凝土表面覆蓋可采用麻袋、草席、鋪砂等方式,覆蓋物應(yīng)保持濕潤(rùn),以防覆蓋物從混凝土表面吸水;澆水養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)以保持混凝土表面潤(rùn)濕為準(zhǔn),而不能單純以澆水次數(shù)為衡量依據(jù);澆水時(shí)不得直對(duì)混凝土表面沖刷,以免混凝土表面受損;大面積水平結(jié)構(gòu)可采用蓄水養(yǎng)護(hù)。c混凝土

15、在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)遮蓋不全,澆水不足,以致表面泛白或出現(xiàn)細(xì)小干縮裂縫時(shí),應(yīng)立即仔細(xì)遮蓋,充分澆水,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),并延長(zhǎng)澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間加以補(bǔ)救。對(duì)于己硬化混凝土裂縫,可向裂縫內(nèi)填入水泥,加水濕潤(rùn),覆蓋養(yǎng)護(hù)。 d對(duì)不便于澆水養(yǎng)護(hù)的直立結(jié)構(gòu),應(yīng)延遲拆模(木模)時(shí)間,并使模板與構(gòu)件適當(dāng)脫離,在模板與構(gòu)件空隙間進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),依靠木模板自身的吸水性與隔熱性進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?;炷寥绻B(yǎng)護(hù)不善將會(huì)造成強(qiáng)度不足、產(chǎn)生裂縫、表面粉化;因此,正確的養(yǎng)護(hù)是防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵;必須說(shuō)明的是:水是水化反應(yīng)的一個(gè)反應(yīng)物,沒(méi)有水的存在,再高的溫度也不能使膠材水化;因此提高環(huán)境溫度必須與保溫同步。接近混凝土初凝之前,相當(dāng)于混凝

16、土試塊抹面狀態(tài),及時(shí)復(fù)振。采用二次振搗的施工工藝,特別是對(duì)表面積大而厚度小的板類(lèi)構(gòu)件,如樓板、底板、屋面或樓梯,通過(guò)第二次振搗,使水分上浮和蒸發(fā)后的混凝土進(jìn)一步密實(shí),而進(jìn)一步密實(shí)后的混凝土的體積收縮率會(huì)降低。消除塑性收縮裂縫的積極方法與消除塑性沉降裂縫的方法基本相同,都可以采用二次振搗工藝,所不同的是,消除塑性收縮裂縫采用平板振搗器進(jìn)行振搗。接近混凝土初凝之前,對(duì)其表面用木抹子進(jìn)行多次拍壓抹平,并立即在表面覆蓋養(yǎng)護(hù)具體做法是:a對(duì)于能夠有效預(yù)防泵送混凝土樓面開(kāi)裂措施的收面工作,則須從兩方面加強(qiáng):一方面就加強(qiáng)多次收面作業(yè)(最少應(yīng)保證三次收面工作),并且加大收面加壓力度;另一方面應(yīng)注意收面間隔時(shí)間

17、控制。收面間隔時(shí)間控制應(yīng)根據(jù)混凝土凝結(jié)狀況進(jìn)行;對(duì)于不同的氣候條件采取不同收面時(shí)間,一般混凝土常溫季節(jié)的收面時(shí)間為: 第一次收面:在混凝土澆筑后12小時(shí)左右進(jìn)行,此時(shí)梁板混凝土的沉降己基本完成,通過(guò)收面可對(duì)沉降收縮裂縫進(jìn)行有效閉合;此次收面后的混凝土表層狀況表現(xiàn)為:石子半露、粗糙不平; 第二次收面:在澆筑后34小時(shí)左右進(jìn)行。二次收面后混凝土表層狀況表現(xiàn)為:表面砂漿層有不平整痕跡出現(xiàn);如果收面加壓力度不夠,作業(yè)人員踩壓腳印處灰漿積聚,該灰漿多為水泥及部分粉煤灰的上浮漿,收縮遠(yuǎn)大于砂漿,造成腳印痕跡處灰漿龜裂,且龜裂多呈環(huán)狀。 第三次收面:在澆筑后56小時(shí)左右進(jìn)行。此次收面處于混凝土終凝前,目的是

18、封合已生裂縫,收面加壓使表層砂漿與內(nèi)部混凝土充分融合。如遇有異常天氣(如大風(fēng)、高溫、雨天等),應(yīng)加強(qiáng)收面次數(shù)與調(diào)整收面間隔時(shí)間控制,并作好終凝(有時(shí)在初凝)后混凝土表面的覆蓋工作。b刮去表面水份:對(duì)于泵送混凝土,因其流動(dòng)性較大,混凝土振搗后表層易出現(xiàn)泌水或泌漿,混凝土表層水灰比較大,尤其是混凝土中粉煤灰有可能隨著水份而帶到混凝土表面,如不去除表面水份,硬化后的混凝土表面可能出現(xiàn)多方面質(zhì)量問(wèn)題:如表面較大干縮變形而產(chǎn)生表面裂縫;表面砂漿強(qiáng)度太低而起砂起塵。因此,必須將表面水份刮去,將浮漿壓入混凝土中,減少表面泌水與浮漿現(xiàn)象。c壓實(shí)表面混凝土:對(duì)混凝土表面采取抹壓處理,消除表面缺陷,使表面混凝土進(jìn)

19、一步密實(shí)。d抹壓混凝土表面裂紋:混凝土澆筑完成后其表面可能會(huì)因收縮而出現(xiàn)裂縫,對(duì)于此類(lèi)裂縫,應(yīng)在混凝土尚未硬化(初凝)前及時(shí)通過(guò)抹壓收面來(lái)消除并使其閉合;對(duì)于較寬裂縫或硬化后的裂縫,抹壓則難以使其閉合。因此,抹壓只是一個(gè)不得己的補(bǔ)救措施,而不是根本解決辦法。建議采用機(jī)械抹壓,從而有效地壓實(shí)面層混凝土,防止面層因抹面原因而產(chǎn)生的裂縫。接近混凝土初凝之前,用滾杠往復(fù)滾動(dòng)。(二)塑性沉降裂縫1、裂縫成因成因綜述:沉降裂縫是混凝土自澆筑后到初凝期間,混凝土初始結(jié)構(gòu)尚未形成,此時(shí)無(wú)任何強(qiáng)度,由于受模板振動(dòng)或變形、基礎(chǔ)下沉、構(gòu)件橫截面自上而下由大變?。ㄈ鏣型梁)、混凝土漏振或振搗時(shí)間短等外在因數(shù)的影響,在

20、集料和膠凝材料的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水的密度,集料和膠凝材料下沉、水分上浮的內(nèi)在因素作用下,當(dāng)集料和膠凝材料沉降時(shí)受到不同程度的阻礙,如水平鋼筋或螺栓、模板內(nèi)表面不平、模板橫截面尺寸變小等,導(dǎo)致局部混凝土沉降受限或不均而產(chǎn)生的。這類(lèi)裂縫一般較深,系沿鋼筋走向或構(gòu)件變截面交界處出現(xiàn)的縱縫,是引起鋼筋銹蝕的常見(jiàn)原因。它對(duì)結(jié)構(gòu)的危害應(yīng)引起重視,需進(jìn)行處理。如其固相、液相不發(fā)生相對(duì)位置的變化,即固相不繼續(xù)沉降,則混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的上表面、側(cè)面均不會(huì)產(chǎn)生塑性沉降裂縫。直接導(dǎo)致集料和膠凝材料下沉、水分上浮的原因是:混凝土中的單方用水量過(guò)大或砂率過(guò)大。為滿足混凝土和易性和方便其澆筑,混凝土中的單方用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其膠

21、凝材料水化所需的用水量,此外,預(yù)拌混凝土的砂率偏大,一方面增加了混凝土用水量,另一方面,為保證其可泵性,常常加入一些保塑劑,在保塑劑發(fā)揮作用時(shí),集料和膠凝材料表面吸附一層厚厚的水膜,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,一旦保塑劑漸漸失去作用,水膜釋放到混凝土中,增加了混凝土的自由水?dāng)?shù)量。現(xiàn)就混凝土沉降裂縫產(chǎn)生的部位,針對(duì)性的分析其產(chǎn)生原因。(1)混凝土固有的泌水特性促成了混凝土塑性沉降裂縫的產(chǎn)生因泵送混凝土具有較多的水分,泌水對(duì)其沉降裂縫的產(chǎn)生起到至關(guān)重要的作用。泌水是指混凝土澆筑成型后尚未凝結(jié)硬化之前,混凝土內(nèi)部水分從混凝土固相中遷移出來(lái)的一種現(xiàn)象。這是因?yàn)?,在混凝土拌合物的各組分中,水的密度最小,混凝土澆筑完

22、畢后,密度較大的集料和膠凝材料會(huì)向下沉降,而混凝土中的部分自由水則被迫向上移動(dòng),泌到混凝土的上表面,稱(chēng)為外泌水;另一部分則被截留在鋼筋及粗骨料下面的空隙內(nèi),形成水囊(如圖1),水囊中的一部分水分參與水泥水化作用,剩余部分逐漸蒸發(fā)后,在此水囊處產(chǎn)生孔隙,這部分水稱(chēng)為內(nèi)泌水。泌水是混凝土內(nèi)部顆粒運(yùn)動(dòng)的外在表現(xiàn),它使混凝土的體積縮小,促成了混凝土塑性沉降裂縫的產(chǎn)生。 (2)混凝土內(nèi)部的微觀應(yīng)力客觀上影響著沉降裂縫的產(chǎn)生混凝土是由氣、液、固三相組成的非均質(zhì)不等項(xiàng)的混合材料,在混凝土的凝固過(guò)程中,水泥的水化作用最終將水泥砂漿與骨料粘結(jié)在一起,隨著水分的減少,包裹在粗骨料外面的砂漿失水收縮,而粗骨料的收縮

23、性很小,這樣,就會(huì)在粗骨料周?chē)a(chǎn)生微觀應(yīng)力場(chǎng),并在局部發(fā)展成為微觀裂縫,如果微觀裂縫進(jìn)一步發(fā)展,就會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性,加劇了沉降裂縫的產(chǎn)生。(3)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中水平鋼筋對(duì)集料和膠凝材料沉降的阻礙徑向澆筑的板的上表面沉降裂縫的形成過(guò)程混凝土澆筑后的數(shù)小時(shí)內(nèi),由于板類(lèi)構(gòu)件上層水平筋或固定模板用的水平方向上的螺拴,阻礙了正對(duì)著鋼筋上部局部混凝土的沉降,而位于鋼筋兩側(cè)沒(méi)有受到阻礙作用的混凝土則繼續(xù)下沉,于是形成了如圖2所示凹凸不平的混凝土表面,因鋼筋兩側(cè)骨料的下沉,使鋼筋上部混凝土受到拉力作用并產(chǎn)生負(fù)彎距(如圖2),隨著混凝土的硬化及內(nèi)部固相顆粒的不斷下沉,彎距亦不斷增大,當(dāng)彎距大于受力處混

24、凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)在混凝土表面出現(xiàn)裂縫,并隨著裂縫的發(fā)展,最終可形成位于鋼筋上部、與鋼筋走向大致相同、深至鋼筋表面的沉降裂縫(如圖3)。此外,由于鋼筋對(duì)集料和膠凝材料的阻礙作用,粗骨料對(duì)水分及空氣的吸附作用,會(huì)在鋼筋及粗骨料下面形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的空隙夾層(如圖1)。 豎向澆筑的墻柱側(cè)面沉降裂縫的形成過(guò)程混凝土澆筑后至初凝之間,相鄰兩根橫向鋼筋之間的混凝土自由下沉,發(fā)生毫無(wú)阻礙的收縮,不會(huì)產(chǎn)生裂縫,而位于水平鋼筋上方以及骨料、膠凝材料的下沉,會(huì)受到水平鋼筋不同程度的阻礙,而水平鋼筋與模板之間的混凝土受到橫向鋼筋下混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力,當(dāng)抗拉強(qiáng)度低于收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí),混凝土就會(huì)被拉裂,產(chǎn)生與水平

25、鋼筋處于同一高度的水平裂縫,裂縫一般深至鋼筋外表面。(見(jiàn)墻體混凝土塑性沉降示意圖和實(shí)拍圖片)此外,當(dāng)浮漿較多時(shí),水平鋼筋與模板之間的混凝土中的粗集料(石子、砂中的較粗顆粒)受到橫向鋼筋的阻礙,無(wú)法下沉,而鋼筋上面以及鋼筋里側(cè)含有細(xì)砂的漿體會(huì)補(bǔ)充到鋼筋軸線以下的位置,這部分顏色較淺,而其上部顏色較深,界限極其明顯(見(jiàn)墻體混凝土塑性沉降示意圖示意圖和實(shí)拍圖片)。 墻體混凝土塑性沉降示意圖引起原因大致有這幾方面(全部,根據(jù)形成原因不同選擇):1、澆筑深度太大;2、坍落度過(guò)大;3、振搗不密實(shí);4、拆模過(guò)早,混凝土表面形成的含水率梯度過(guò)大;5、石子級(jí)配差,膠凝材料多,砂率過(guò)大(引起用水量過(guò)大 );6、配

26、合比設(shè)計(jì)時(shí),砂率取值過(guò)大;7、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)多的加水;8、模板剛度不足,變形;(4)模板內(nèi)表面不平混凝土細(xì)柱或薄墻,因兩邊模板內(nèi)側(cè)凸凹不平限制了混凝土的均勻下沉。 混凝土下降受阻處混凝土下降受阻處圖4 剪力墻因模板內(nèi)表面不平形成的沉降裂縫示意圖(5)構(gòu)件構(gòu)件尺寸變化(見(jiàn)圖)對(duì)于T型梁,M區(qū)的混凝土往下沉N區(qū)受到水平模板A的限制,尤其是M區(qū)和N區(qū)的混凝土高度過(guò)高時(shí),高度方向的收縮越大,由此產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力,集中在對(duì)著鋼筋D和鋼筋E的拐角處,形成了收縮裂縫。同時(shí),受鋼筋D和鋼筋E的影響,鋼筋上方的骨料、膠凝材料的下沉受到阻礙,形成塑性沉降裂縫。兩種裂縫的疊合,最終在T型梁陰角處形成了左右兩道裂縫。 AE

27、DNM裂縫變徑柱裂縫砼沉降方向 M區(qū)N區(qū)變徑柱混凝土塑性沉降裂縫形成示意圖 模板(6)木模板吸水太快木模板吸水太快造成部分混凝土很快失去流動(dòng)性時(shí),也會(huì)形成塑性沉降裂縫。(7)沉降深度不同厚度大的混凝土比厚度小的混凝土的沉降量大,所以當(dāng)沉降深度不同時(shí),也會(huì)產(chǎn)生沉降裂縫,如圖5所示。圖5 槽型板沉降裂縫形成示意圖 模板支撐變形或者不均勻的地基沉陷也會(huì)造成混凝土塑性裂縫,并且裂縫呈有規(guī)則的分布。因此,為消除混凝土塑性沉降裂縫,應(yīng)設(shè)法減少泌水和混凝土下沉?xí)r受阻的可能性,而最有效的方法是對(duì)其進(jìn)行二次振搗,尤其是沉降量不同,沉降受阻處(如柱頭)。案例:某工程的柱頭幾乎個(gè)個(gè)都有裂縫,雖然不仔細(xì)看看不見(jiàn),但對(duì)

28、構(gòu)件的使用壽命會(huì)有一定的影響。措施:對(duì)尚在初凝時(shí)間內(nèi)(具有可塑性)的混凝土進(jìn)行適時(shí)重復(fù)振搗,不僅會(huì)消除混凝土塑性裂縫,還可以改善混凝土和鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度。實(shí)施第二次振搗的時(shí)間至關(guān)重要,一般應(yīng)以混凝土振搗棒插入混凝土振搗密實(shí)后再抽出來(lái)時(shí)混凝土表面未留下明顯的痕跡為最后時(shí)間。因影響混凝土凝結(jié)時(shí)間的因素太多,所以具體的振搗時(shí)間應(yīng)以實(shí)際操作為準(zhǔn)。2、裂縫特點(diǎn)裂縫形成時(shí)間:混凝土拆模時(shí)即可發(fā)現(xiàn)裂縫位置:與水平鋼筋處于同一橫截面或垂直面上裂縫特點(diǎn):水平裂縫裂縫寬度:0.015mm,上(外)寬下(里)窄裂縫深度:一般深至鋼筋外表面3、裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的危害因泵送混凝土施工工藝多用于大型混凝土工程的施工過(guò)程中,

29、所以沉降裂縫的出現(xiàn),不僅影響整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)工程的外觀,對(duì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生影響所帶來(lái)的后果也常常是嚴(yán)重的。(1)鋼筋上部的裂縫增大了鋼筋于外界接觸的機(jī)會(huì),喪失了鋼筋保護(hù)層對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,影響鋼筋強(qiáng)度,加速鋼筋銹蝕,縮短了鋼筋的使用壽命及建筑物的使用安全性,為裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展留下了隱患。(2)由于空隙夾層的存在,使鋼筋與混凝土的接觸面積減小,削弱了混凝土對(duì)鋼筋的握裹力,降低了混凝土構(gòu)件整體強(qiáng)度。4、預(yù)防裂縫出現(xiàn)的措施此種裂縫主要是由于混凝土內(nèi)部粗骨料下沉不均或砼表面漿體集中所造成的,針對(duì)此種情況,可以共同采用如下處理辦法:(1)采用級(jí)配良好的骨料??刂乒橇现械暮嗔吭谝?guī)范要求之內(nèi)。(2)合理利

30、用外加劑和摻和料,正確控制其在混凝土中的用量。(3)要嚴(yán)格控制混凝土單位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,在滿足泵送和澆筑要求時(shí),宜盡可能減少混凝土坍落度,即采用稠度適當(dāng)?shù)牡土鲃?dòng)性混凝土。(4)嚴(yán)格禁止混凝土在泵送過(guò)程中為求操作方便而現(xiàn)場(chǎng)隨意加水。(5)盡量避免在雨天澆筑混凝土。(6)已有經(jīng)驗(yàn)證明,混凝土凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng),沉降量也相應(yīng)增大,所以要盡量縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間。(7)混凝土的攪拌時(shí)間根據(jù)配合比及混凝土的實(shí)際特點(diǎn)嚴(yán)格控制,避免攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短,影響混凝土的均勻性。為保證混凝土均質(zhì)性,低于粘聚性較差的大流動(dòng)性混凝土,混凝土運(yùn)輸車(chē)卸料前先高速運(yùn)轉(zhuǎn)2030秒,然后反轉(zhuǎn)卸料。(8

31、)澆筑混凝土?xí)r,合理布料,避免堆積產(chǎn)生振搗不足的現(xiàn)象。(9)施工過(guò)程中應(yīng)注意混凝土澆搗情況,不能漏振、過(guò)振,使混凝土離析分層。(10)在混凝土澆筑過(guò)程中,振搗棒應(yīng)快插慢拔,振搗密實(shí),時(shí)間以1015秒/次為宜。對(duì)于豎向澆筑的混凝土形成的位于側(cè)面的水平裂縫,還應(yīng)采取下列措施:變截面處宜分層澆筑、振搗。對(duì)于斷面相差大的構(gòu)件或剪力墻孔洞處,先澆筑變截面以下的截面較小部分的混凝土,或孔洞以下部位的混凝土,并在靜置12h,使其完成大部分沉降后,再澆筑余下部分的混凝土。對(duì)于等截面的混凝土構(gòu)件,在混凝土初凝前采用插入式振搗棒進(jìn)行二次振搗,加速混凝土的下沉,提高混凝土密實(shí)度,減小混凝土的后期沉降量。在整個(gè)施工及

32、養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,模板和支護(hù)仔細(xì)檢查,防止模板變形、移位。合理制訂拆模時(shí)間,并嚴(yán)格遵守,防止過(guò)早拆模。對(duì)于水平澆筑的混凝土形成的位于表面的水平裂縫,還應(yīng)采取下列措施:在滿足使用要求的前提下,盡量使用同截面鋼筋,正確綁扎鋼筋,避免因綁扎不當(dāng)造成鋼筋表面平整度不足,凸凹不平。在混凝土初凝前用插入式振搗器進(jìn)行二次振搗,加速混凝土的下沉,減少自然下沉量;因平板振動(dòng)器有效作用深度一般大于10cm,也可以在初凝前用平板振動(dòng)器二次振搗,以便將鋼筋周?chē)幕炷琳駬v密實(shí),減小混凝土的后期沉降量,從而達(dá)到避免裂縫產(chǎn)生的目的。初凝前兩次振搗和兩次抹壓混凝土表面。對(duì)地基承載力進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算,必要時(shí)對(duì)地基采取適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)或

33、進(jìn)行換基處理。及時(shí)養(yǎng)護(hù),需要時(shí)可在混凝土中摻加纖維,提高混凝土的抗折強(qiáng)度和初裂韌度,避免因其它裂縫的產(chǎn)生而誘發(fā)沉降裂縫的出現(xiàn)。(三)溫度變化引起的裂縫1、裂縫成因綜述:溫度裂縫又稱(chēng)溫差裂縫,此類(lèi)裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土澆筑后,聚積在澆注體內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),造成其內(nèi)部的溫度升高;而受過(guò)早拆除模板或冬施過(guò)程中過(guò)早拆除保溫層等施工因素的影響,或者,受寒潮襲擊等氣候條件的影響;或者,因工程處于沙漠氣候的西北、華北北部等地區(qū),大氣溫度晝高夜低,混凝土表面散熱較快,這樣混凝土澆筑體形成較大的內(nèi)外溫差?;炷帘砻婕眲〗禍禺a(chǎn)生較大的降溫收縮,此時(shí)表面受到內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,而內(nèi)

34、部降溫慢,受約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力。試驗(yàn)結(jié)果表明,砼與其它材料一樣,也具有熱脹冷縮的性質(zhì)。砼的溫度膨脹系數(shù)約為10×10,即溫度升高1每m膨脹0.01mm。而在一般工程設(shè)計(jì)中,通常采用砼的線收縮值為150200×10,即每m收縮0.150.20mm。在一般條件下砼的極限收縮值為500900×10左右。溫度變形對(duì)大體積及大面積砼工程極為不利。當(dāng)混凝土本身內(nèi)外溫差達(dá)到2526時(shí),表面混凝土?xí)a(chǎn)生10MPa左右的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)(當(dāng)混凝土的齡期很短時(shí),抗拉強(qiáng)度很低),混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫(此種裂縫也可稱(chēng)為內(nèi)約束裂縫)?;炷帘砻娴臏囟忍荻仍酱?,其表面的

35、拉應(yīng)力就越大。這種裂縫在表面較寬,離開(kāi)表面就很快變窄,因而,裂縫只在表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn),表層以下的結(jié)構(gòu)仍保持完整。例:常見(jiàn)的地下室混凝土外墻裂縫的產(chǎn)生原因混凝土是一種非均質(zhì)不等向的多相混合材料,主要由粗骨料和硬化水泥漿兩種材料構(gòu)成不規(guī)則的三維實(shí)體結(jié)構(gòu),并且具有非均質(zhì)、非線形和不連續(xù)的性質(zhì)?;炷猎诔惺芎奢d之前就存在復(fù)雜的微觀應(yīng)力、應(yīng)變,受力后更有劇烈的變化。在混凝土凝固過(guò)程中,水泥的水化作用在其表面形成凝膠體,水泥砂漿逐漸變稠、硬化,并和粗骨料粘結(jié)成一體,而此過(guò)程中由于水泥砂漿失水收縮變形遠(yuǎn)大于粗骨料的收縮變形,此收縮變形差使粗骨料受壓,砂漿受拉。如果混凝土墻體養(yǎng)護(hù)不當(dāng),墻體表面降溫和失水快

36、,而內(nèi)部水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度卻來(lái)不及散發(fā),當(dāng)內(nèi)外溫差大于1825時(shí),混凝土的拉應(yīng)力超過(guò)了它的極限抗拉強(qiáng)度,即產(chǎn)生裂縫。施工對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的影響因數(shù)很多,如果施工中對(duì)地下室外墻防裂縫的意識(shí)不強(qiáng),缺少這方面的施工經(jīng)驗(yàn),在施工前不仔細(xì)研究混凝土的配合比,澆搗時(shí)按常規(guī)的混凝土施工,隨心所欲,不加以重視,澆搗完成后又隨意拆模不重視養(yǎng)護(hù),那么就很容易產(chǎn)生裂縫。2、裂縫特點(diǎn)綜述:這種裂縫一般產(chǎn)生很早,深度較淺,屬表面性質(zhì)。長(zhǎng)度尺寸較大的基礎(chǔ)、墻、梁、板類(lèi)構(gòu)件,表面溫度裂縫多平行于短邊;大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫縱橫交錯(cuò),走向無(wú)一定規(guī)律性(原因:混凝土各處內(nèi)部溫度、表面溫度及溫差不一致,導(dǎo)致溫度應(yīng)力方向不一致

37、)。深進(jìn)的和貫通的溫度裂縫,一般與短邊方向平行或接近于平行,裂縫沿全長(zhǎng)分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下,沿長(zhǎng)度方向沒(méi)有什么變化。表面溫度裂縫多發(fā)生在施工期間,深進(jìn)的或貫穿的多發(fā)生在澆筑后23個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間,裂縫寬度受溫度變化影響較明顯,冬季較寬、夏季較細(xì)。沿截面高度,裂縫大多呈上寬下窄狀,個(gè)別也有下寬上窄的情況,遇頂部或板底配筋較多的結(jié)構(gòu)有時(shí)也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。例:常見(jiàn)的地下室混凝土外墻體裂縫的基本特征絕大多數(shù)裂縫為豎向裂縫,部分裂縫分布有規(guī)則,一般2m3m一道。這是因?yàn)閴w上表面處于無(wú)約束狀態(tài),使得其垂直方向上變形自如,不可能產(chǎn)生水平裂縫;而其水平方向,受

38、左右墻體或柱子的約束,混凝土收縮受阻,及可能產(chǎn)生豎向裂縫。內(nèi)外溫差越小,裂縫間距越大;混凝土強(qiáng)度等級(jí)越大,裂縫數(shù)量越少。裂縫寬度一般不大,大多數(shù)在0.3mm以下。附墻柱兩側(cè)等特殊結(jié)構(gòu)部位裂縫較明顯,墻長(zhǎng)中部附近較多。模板拆除后不久即可發(fā)現(xiàn)細(xì)微裂縫,隨著時(shí)間的推移以及內(nèi)外溫差的變化,裂縫還會(huì)逐漸增多、變寬。外墻肥槽回填后,隨著地下水位的上升,可見(jiàn)裂縫處有滲水現(xiàn)象,但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,隨著水泥的不斷水化,混凝土的密度提高,某些細(xì)微裂縫可自然愈合。3、預(yù)防裂縫出現(xiàn)的措施降低混凝土內(nèi)部熱量。選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,以降低混凝土內(nèi)部的溫度;摻加緩凝劑,延緩混凝土水化熱高峰的到來(lái)時(shí)間,降低內(nèi)部溫度峰

39、值;摻加高效減水劑,以提高混凝土強(qiáng)度并減少用水量及水泥用量,降低水化熱,并減少干縮;盡可能選用最大粒徑較大,粒型好且級(jí)配良好的粗骨料,避免砂率過(guò)大,以減少水泥用量及用水量;在滿足泵送和施工的前提下,盡力采用低流動(dòng)性混凝土,減少混凝土用水量,進(jìn)而達(dá)到降低水泥用量,從而降低水化熱的目的。降低混凝土入模溫度。高溫季節(jié)要降低原材料溫度,并盡力在環(huán)境溫度較低的早晚澆筑混凝土;避免吸收外部環(huán)境熱量,運(yùn)輸工具、泵送管路盡量保溫隔熱,防止混凝土升溫;在澆筑體內(nèi)埋設(shè)冷卻水管,通入冷水降溫。分層分塊澆筑混凝土。加強(qiáng)混凝土表面保溫與保濕。要盡量長(zhǎng)時(shí)間地保溫和保持混凝土表面濕潤(rùn),讓其表面慢慢冷卻、干燥,使混凝土強(qiáng)度能

40、夠正常增長(zhǎng)以抵抗開(kāi)裂拉應(yīng)力。保濕主要有蓄水養(yǎng)護(hù)和覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)兩種方式,養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于14。4、裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的危害混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎(chǔ)或原有混凝上的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力,有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力,當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)即會(huì)出現(xiàn)裂縫。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。(四)樓板裂縫樓板上表面裂縫一般是塑性收縮裂縫、塑性沉降裂縫;樓板下表面一般

41、是荷載裂縫;貫通的45°裂縫。這里主要講述荷載裂縫和貫通的45°裂縫。1上荷載太早造成樓板裂縫-荷載裂縫(1)成因及特點(diǎn)由于在目前的工程施工中,普遍存在質(zhì)量與工期的矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度均在46天左右一層,最快時(shí)甚至不足4天一層。因此當(dāng)樓層混凝土澆筑完畢后的較短時(shí)間內(nèi),施工單位為搶進(jìn)度,混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到規(guī)范要求的1.2N/mm2要求時(shí),或混凝土還沒(méi)完全凝固,就進(jìn)行施工放線,吊運(yùn)鋼筋、鋼管、模板等材料堆放于樓層以便進(jìn)行下道工序,此時(shí)混凝土強(qiáng)度較低,尚不足以承受這么大的荷載,造成荷載集中區(qū)域的樓板因震動(dòng)形成網(wǎng)狀開(kāi)裂,如圖6所示;荷載過(guò)大時(shí),還會(huì)因此時(shí)混凝土與鋼筋握裹

42、力較小,尚不能共同受力,導(dǎo)致過(guò)長(zhǎng)裂縫的出現(xiàn),甚至尚未達(dá)到終凝,極易造成樓板特別是大開(kāi)間部位的樓板結(jié)構(gòu)破壞。 圖6 樓板網(wǎng)狀滲漏(2)鋼筋砼樓板裂縫的主要特征:裂縫一般較短,不超過(guò)1米長(zhǎng),大多數(shù)在300600mm間; 裂縫數(shù)量較多,寬度大約在0.53mm左右;裂縫分布一般在次梁所圍成的方框內(nèi),有些沿板筋分布。有些裂紋呈不均勻分布;在樓板跨中區(qū)間內(nèi),線管予埋處、后澆板帶、以及施工縫處出現(xiàn)通長(zhǎng)貫穿性的裂縫。單塊面積大的樓板裂縫現(xiàn)象多于單塊面積小的樓板。(3)預(yù)防措施要求常溫季節(jié),樓板澆搗完成后的24小時(shí)內(nèi)不得上荷載;低溫季節(jié),還應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間。建議將公共部位或電梯井筒的位置作為材料卸貨區(qū)。樓板上堆放

43、材料的位置,應(yīng)采用“方木+模板”的形式對(duì)樓板進(jìn)行緩沖保護(hù),同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塔吊指揮人員進(jìn)行交底,材料吊運(yùn)必須輕放,減少對(duì)樓板的沖擊力。2、拆模太早或過(guò)載造成的樓板裂縫-荷載裂縫 (1)成因及特點(diǎn)商品混凝土的28天強(qiáng)度一般達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的115%。平均氣溫在20左右的天氣,同條件養(yǎng)護(hù)710天才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%以上。很多施工單位為了降低成本,投入模板較少,樓板混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到拆模強(qiáng)度即強(qiáng)行拆模,造成了相應(yīng)拆模部位樓板下沉,從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;此外,此時(shí)混凝土與鋼筋握裹力較小,尚不能共同承受樓板自重或外載產(chǎn)生的彎矩,導(dǎo)致過(guò)長(zhǎng)裂縫的出現(xiàn)。特別值得注意的是:即使砼已經(jīng)達(dá)到底模拆除強(qiáng)度或設(shè)計(jì)強(qiáng)度,當(dāng)

44、樓板遭受撞擊或超載堆放也會(huì)造成裂縫。這種裂縫從下表面展開(kāi),一般較為明顯,屬于貫穿性的裂縫,并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時(shí)較常見(jiàn)。(2)預(yù)防措施根據(jù)同條件試件的強(qiáng)度嚴(yán)格控制拆模時(shí)間。如確實(shí)需要搶進(jìn)度的,應(yīng)在跨中部位加頂撐,或增加模板套數(shù);同時(shí)為避免混凝土強(qiáng)度不足時(shí),受到上部施工荷載的沖擊,一般要求第n+2層樓面混凝土澆搗完成后才能拆除第n層樓板的支模架。3、樓板角部貫穿性的斜裂縫(綜合裂縫?)(1)成因引起建筑物樓板角部貫穿性斜裂縫的原因很多,大致可以分為兩類(lèi):一是由荷載引起的裂縫;二是由其它原因引起的裂縫,如設(shè)計(jì)不夠合理、施工養(yǎng)護(hù)不善、溫度變

45、化、混凝土收縮徐變、基礎(chǔ)不均勻沉降等。研究資料表明:荷載引起的裂縫僅占20左右,而其它原因引起的裂縫約占80左右。荷載引起的裂縫可以通過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算裂縫寬度,使之符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010)第3.4.5條所規(guī)定的限值,如一類(lèi)環(huán)境許可裂縫寬度最大為0.3mm(年平均B60%的受彎構(gòu)件規(guī)定為0.4mm),而樓板斜角裂縫寬度往往在0.51.0mm之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于許可裂縫寬度-0.3mm,在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下,很明顯它不屬于荷載裂縫,而屬于其它原因造成。樓板斜角裂縫主要影響因素分析如下:材料方面的原因 混凝土收縮主要有沉降收縮、塑性收縮、干燥收縮、化學(xué)收縮、碳化收縮、自收縮和溫度收縮

46、等幾種。樓板角部貫穿性的斜裂縫的形成主要與干燥收縮和溫度收縮有關(guān)。鋼筋混凝土樓板在收縮和溫差雙重作用下極易引起開(kāi)裂,并且樓層越高,環(huán)境溫差變化大,裂縫往往愈大。現(xiàn)澆樓板離四周轉(zhuǎn)角1m左右處產(chǎn)生的斜角裂縫,是多層、小高層以及高層住宅樓現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的通病。從某單位2003年以前建造的約10萬(wàn)多m2的多層與小高層以及高層住宅樓的情況來(lái)看,多數(shù)裂縫發(fā)生在矩形建筑物的四個(gè)外角樓板、平面不規(guī)則的凹凸角樓板,位于這些角的房間內(nèi)樓板常有貫穿性的和不貫穿性的長(zhǎng)短不一的呈45°角裂縫。且對(duì)于多層住宅,一般在四層以上至頂層、小高層住宅則在1/3總樓層以上至頂層較為常見(jiàn)。 圖n結(jié)構(gòu)混凝土中的水分逐漸失去或

47、其溫度降低時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮,收縮受到限制時(shí)則會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力?,F(xiàn)澆樓板角部受到縱橫兩方向的剪力墻、梁柱或大剛度樓面梁的約束,自由變形受限,于是在角部合成一個(gè)主拉應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力超出薄弱處(如負(fù)彎矩區(qū)分離式配筋和放射筋末端-查資料、配筋圖)樓板混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)在該處產(chǎn)生與主拉應(yīng)力方向垂直的切角斜裂縫,且裂縫貫穿樓板。這類(lèi)裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全無(wú)影響,但易發(fā)生滲漏,使結(jié)構(gòu)耐久性降低。此外,樓板跨中預(yù)埋通長(zhǎng)線管的位置、后澆板帶與先澆筑的混凝土交界面以及施工縫部位,也是樓板混凝土截面抗拉能力最薄弱處。當(dāng)樓板混凝土產(chǎn)生收縮變形時(shí),也會(huì)在這些部位產(chǎn)生裂縫。由此可見(jiàn),混凝土收縮變形是產(chǎn)生上述裂縫的主要因素。進(jìn)一步

48、原因分析如下:1)根據(jù)砌體和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,普通燒結(jié)粘土磚砌體的干縮率為0.1mm/m,而鋼筋混凝土的干縮率為0.2mm/m,比磚砌體大1倍。磚砌體溫度線膨脹系數(shù)為0.5×10-5/,鋼筋混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為1.0×10-5/,又比磚砌體大1倍。也就是說(shuō):如果磚外墻的收縮量為1mm,則現(xiàn)澆樓板同期的收縮為2mm,鋼筋混凝土較大的溫度線膨脹系數(shù)是現(xiàn)澆樓板開(kāi)裂的內(nèi)在原因。2)收縮的疊加效應(yīng):在房屋竣工后的空置期間,處于室內(nèi)的樓板溫度與大氣溫度同步。如果房屋空置期間處于夏季,由于此時(shí)大氣溫度高于樓板施工期間的大氣溫度,則樓板的熱脹補(bǔ)償了他的干縮,表現(xiàn)為不縮也不脹。如果

49、房屋空置期間處于冬季,此時(shí)大氣氣溫低于樓板施工期間的大氣氣溫,此時(shí)混凝土產(chǎn)生的冷縮與干縮雙重作用,加劇了樓板混凝土的收縮,形成了疊加的收縮效應(yīng),這是現(xiàn)澆板板角產(chǎn)生斜裂縫的外在原因。施工方面的原因建筑工程施工及其養(yǎng)護(hù)是防治裂縫產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)稍有不慎也會(huì)造成樓板裂縫。建筑工程施工質(zhì)量必須滿足建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50300-2001)及其相應(yīng)專(zhuān)業(yè)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求,施工過(guò)程引起混凝土樓板斜角裂縫的原因主要可歸結(jié)為以下幾方面:1)折模過(guò)早使樓板產(chǎn)生彈性變形,支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩;2)樓板上層鋼筋位置未得到有效保護(hù),移位、變形嚴(yán)重;3)不合理的施工荷載;4)在施工中隨意增加水泥

50、用量;5)鋼筋混凝土澆搗后過(guò)分抹干、壓光及養(yǎng)護(hù)、保護(hù)不當(dāng);6)后澆帶和施工縫處理不慎。設(shè)計(jì)方面的原因在板角上面雙向配置長(zhǎng)度為L(zhǎng)/4的負(fù)彎矩鋼筋(L為單向板跨度或雙向板的短邊跨度),它與下面正彎矩鋼筋伸入外角框架柱或構(gòu)造柱,有時(shí)該板通過(guò)圈梁與角柱鋼筋混凝土澆筑成一個(gè)整體,目前現(xiàn)澆板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般大多都是這樣做的。這種增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施的做法,與磚外墻一起形成一種特有的角柱約束機(jī)構(gòu),其剛度極大,使現(xiàn)澆板板邊和板角均受到很強(qiáng)的嵌固、約束作用,于是板角斜裂縫被局限在一定范圍,在角柱牽制下板角絕無(wú)自由伸縮的余地。而在磚砌體中,板邊界為強(qiáng)度等級(jí)很低的砂漿層,其抗剪能力較差,因此板邊的伸縮比較自由。從板角配筋

51、加強(qiáng)區(qū)到一般配筋區(qū)的中間有一個(gè)斜向的過(guò)渡帶,這是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié),在此不可避免的要發(fā)生由于混凝土干縮及冷縮造成的雙向合成裂縫,該裂縫的寬度可達(dá)單向收縮量的(?)倍左右。正是由于在外角部位存在的一個(gè)強(qiáng)大的約束牽制機(jī)構(gòu)和雙向收縮的條件,此類(lèi)現(xiàn)澆板板若不在四角處配置上部抗裂鋼筋有可能在角上出現(xiàn)斜角裂縫,這是現(xiàn)澆板出現(xiàn)斜角裂縫的原因之一。(2)裂縫特征從工程現(xiàn)澆樓板裂縫發(fā)生的部位分析,鋼筋混凝土樓板斜角裂縫的主要特征如下:1) 這種裂縫具有相當(dāng)大的普遍性,并不局限于某個(gè)特定的地區(qū),在南方城市如南寧、廣州,北方城市如大連等也均有發(fā)生;2) 裂縫主要出現(xiàn)在新建住宅完工后的幾個(gè)月到一年的時(shí)間內(nèi);3) 裂縫

52、均發(fā)生在房屋四周陽(yáng)角處或平面形狀突變的凹口房屋陽(yáng)角處,離開(kāi)陽(yáng)角1m左右,均為斜向切角裂縫,與縱橫墻夾角約45度;4) 出現(xiàn)此種裂縫的樓板大多為商品混凝土現(xiàn)澆樓板,且裂縫中部寬、兩頭窄,且上下貫穿;5) 裂縫多為一條,少數(shù)為兩條平行斜向裂縫,且裂縫寬度均較小,一般小于1mm;6)對(duì)于多層住宅,一般在四層以上至頂層、小高層住宅則在1/3總樓層以上至頂層較為常見(jiàn),通常分布在各層樓蓋的兩端處(邊單元);7)高樓層樓板裂縫多于低樓層,尺寸大的樓板多于尺寸小的樓板;(3)防治措施提出在現(xiàn)澆板轉(zhuǎn)角一定范圍的抹灰層內(nèi)設(shè)置鍍鋅焊接鋼絲網(wǎng),形成鋼絲網(wǎng)水泥加強(qiáng)層的方案,并探討了其可行性。鍍鋅焊接鋼絲網(wǎng)水泥抗裂的主要

53、特征鍍鋅焊接鋼絲網(wǎng)水泥主要組成材料是:鍍鋅焊接鋼絲網(wǎng)(鋼絲直徑0.51.5mm)、水泥、砂(最大粒徑2 mm)和水。由于混凝土/砂漿的抗?jié)B性隨骨料粒徑的減少呈指數(shù)關(guān)系增加,故鋼絲網(wǎng)水泥的保護(hù)層只需1.55 mm(正常腐蝕環(huán)境),鋼絲網(wǎng)水泥構(gòu)件厚度一般為625 mm。由于鋼絲直徑小,且配筋率高(一般為1%8%),使鋼絲網(wǎng)水泥的比表面積Sr(描述構(gòu)件中所有鋼絲與砂漿粘結(jié)面積的參數(shù)=4×體積配筋÷鋼絲直徑)顯著高于鋼筋混凝土,加之焊接網(wǎng)有效彈模高,使其抗裂性特別優(yōu)越。鋼絲網(wǎng)水泥船曾一度成為南方數(shù)省的主要水上工具。由于鋼絲網(wǎng)水泥比表面積Sr特別高(即配筋分散性良好),保護(hù)層薄,故構(gòu)

54、件裂縫間距和寬度均很小。如我國(guó)學(xué)者統(tǒng)計(jì)263組受拉試件得出裂縫間距()計(jì)算公式為:=3.0c+0.26d/vf (1)式中:c為保護(hù)層厚度;d為鋼絲直徑;vf 為荷載方向配筋率。某專(zhuān)家曾將最不利情況之一:vf =0.9%,c=5mm,d=0.9mm;代入式(1)驗(yàn)算,算得=41mm。他進(jìn)一步假定鋼絲與砂漿完全脫粘,則過(guò)量估算裂縫寬度wmax為:wmax=×(s/s) (2)式中s和s分別為鋼絲應(yīng)力和彈模。將ACI規(guī)定的容許應(yīng)力270MPa和焊接網(wǎng)絲彈模200GPa代入(2)式得過(guò)量估算裂寬為0.054mm。將最不利情況代入ACI裂寬計(jì)算公式(回歸分析得)亦可得wmax =0.066m

55、m??梢?jiàn)按中美兩國(guó)算法所得裂寬均小于容許裂寬0.1mm,因此,焊接鋼絲網(wǎng)水泥裂縫寬度不必計(jì)算。鋼絲網(wǎng)水泥加固梁的性能簡(jiǎn)介及對(duì)加固板角的啟示國(guó)外有用鋼絲網(wǎng)水泥加固梁研究表明,鋼絲網(wǎng)水泥加固層的裂縫間距比對(duì)比梁減少50%。我國(guó)也有研究報(bào)道鋼絲網(wǎng)水泥加固梁的裂縫間距比對(duì)比梁小,數(shù)量多。但目前尚未見(jiàn)到加固板的文獻(xiàn)。根據(jù)鋼絲網(wǎng)水泥加固梁的性能,可嘗試將鋼絲網(wǎng)置入現(xiàn)澆板角上下抹灰層形成鋼絲網(wǎng)水泥,由于現(xiàn)澆混凝土板不厚,且配筋率低,加之抹灰前樓板已完成一部分收縮,鋼絲網(wǎng)水泥裂縫間距和寬度小的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)能得到更好發(fā)揮,即將原角板可能發(fā)生的少數(shù)幾條寬裂縫轉(zhuǎn)變成許多不可見(jiàn)的細(xì)裂紋。由于問(wèn)題的復(fù)雜性,諸如網(wǎng)規(guī)格,合理配

56、筋率和配置范圍等,有待大量工程實(shí)踐中研究解決。鋼絲網(wǎng)水泥控制板角裂縫的工程實(shí)例針對(duì)上述分析,自2002年以來(lái),某單位對(duì)兩個(gè)住宅區(qū)內(nèi)共6棟多層和18棟小高層,在嚴(yán)格遵守執(zhí)行有關(guān)設(shè)計(jì)施工規(guī)范規(guī)定的前提下,對(duì)外角房間內(nèi)的樓板采取了以下措施:在樓板四個(gè)角區(qū)1/4范圍內(nèi),在板的上、下抹面層內(nèi)各增鋪細(xì)目鋼絲網(wǎng)片(圖2)。 圖2這24棟多、高層建筑總面積約11萬(wàn)m2,已竣工投入使用兩年多,外轉(zhuǎn)角房間內(nèi)樓板的裂縫得到了非常有效的控制。取得了比較顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。(五)不規(guī)則龜裂:(已描述)龜裂是在澆筑后對(duì)表面沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真抹壓處理或覆蓋養(yǎng)護(hù),出現(xiàn)較多數(shù)量但裂縫較淺的縫,在初凝期間發(fā)生。這種縫對(duì)結(jié)構(gòu)不會(huì)造成危害,一般不處理。(六)施工措施不當(dāng)出現(xiàn)

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