混凝土現(xiàn)澆板裂縫產(chǎn)生原因及9種處理方法 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞倒塌的工程質(zhì)量事故,絕大多數(shù)是從裂縫的擴展開始的;其實,只要仔細觀察不難發(fā)現(xiàn),普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又一般都是帶裂縫受力工作的,假如借助儀器,甚至還可以發(fā)現(xiàn)裂縫是時刻發(fā)生變化的,隨著裂縫的發(fā)展變化,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和適用性會不同程度的降低,嚴重的甚至會導致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞;所以研究裂縫的形態(tài)、分析裂縫產(chǎn)生的原因和裂縫對結(jié)構(gòu)功能的影響并加以控制是一個十分重要的。 一、混凝土裂縫種類: 外荷載引起的裂縫: 外荷載作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫一般具有很強的規(guī)律性 ,通過計算分析就可以讀出正確的結(jié)論。 如:矩形樓板板面裂縫成環(huán)狀,沿框架梁分布,板底裂縫成十字或米字集中于跨中; 轉(zhuǎn)角陽臺或挑檐板裂縫位于板面起始于墻板交界以角點為中心成米字形向外延伸。 受力裂縫,其裂縫與荷載有關(guān),預示結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題。 溫度收縮裂縫: 溫度收縮裂縫是一種建筑較常見的裂縫,主要是由于結(jié)構(gòu)的溫度變形及材料的收縮變形受阻及應力**標所致。 現(xiàn)澆板收縮裂縫主要集中在房屋的中部和房屋四周陽角處,裂縫成棗核狀止于梁邊。 房屋四周陽角處的房間在離開陽角1米左右,即在樓板的分離式配筋的負彎矩筋以及角部放射筋未端或外側(cè)發(fā)生45度左右的樓地面斜角裂縫。 其原因主要是砼的收縮特性和溫差雙重作用所引起的,并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。 從設計角度看,現(xiàn)行設計規(guī)范側(cè)重于按強度考慮,未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,配筋量因而達不到要求。 而房屋的四周陽角由于受到縱、橫二個方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面板砼的自由變形,因此在溫差和砼收縮變化時,板面在配筋薄弱處(即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的未端結(jié)束處)首先開裂,產(chǎn)生45度左右的斜角裂縫。 雖然樓地面斜角裂縫對結(jié)構(gòu)安全使用沒有影響,但在有水的情況下會發(fā)生滲漏,影響正常使用。 地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫: 由于地基沉降不均勻使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應力,導致樓板裂縫。 不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫多屬貫穿性裂縫,其走向與沉降情況有關(guān)。 使用商品混凝土引起的收縮裂縫: 商品混凝土由于采用泵送,混凝土的流動性要好,因此一般商品混凝土的坍落度都較大,水灰比較大,如保證水灰比則要增加水泥用量,這樣就使混凝土在硬化階段出現(xiàn)收縮裂縫。 裂縫的產(chǎn)生大多在砼澆筑初期,即澆搗后4~6小時左右,裂縫形狀不規(guī)則且長短不一,互不連貫,產(chǎn)生裂縫部分大多為水泥浮漿層和砂漿層。 有于砼坍落度偏大,表面經(jīng)過振搗形成一層水泥含量較多,收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層一方面由于砼初凝時表面游離水分蒸發(fā)過快產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時砼早期強度較低(面層為砂漿層 強度較低),不能抵抗這種變形應力而導致砼表面開裂,另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多,而造成變形值不同導致面層開裂。 預埋管線引起的樓板裂縫: 預埋線管處沿管線方向出現(xiàn)表面裂縫;局部出現(xiàn)呈發(fā)散狀或龜裂狀的不規(guī)則裂縫。 預埋線管,特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱,從而引起應力集中,*導致裂縫發(fā)生的薄弱部位。 當預理線管的直徑較小,并且房屋的開間寬度也較小,同時線管的敷設走向又不垂直于砼的收縮和受拉方向時,一般不會發(fā)生樓面裂縫。 反之,當預埋線管的直徑較大,開間寬度也較大,并且線管的敷設走向又垂直于砼的收縮和受拉力向時,就很*發(fā)生樓面裂縫。 因此對于較粗的管線或多根線管的集散處,應按要求增設垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強。 施工原因引起混凝土樓板裂縫: 養(yǎng)護不到位,強制性規(guī)范要求混凝土養(yǎng)護要覆蓋并澆水,現(xiàn)在大多數(shù)不覆蓋,澆水也不能保證經(jīng)常性濕潤; 施工速度過快,上荷早,特別是磚混住宅樓板,**天澆筑完樓板,第二天即上磚、走車,造成早期混凝土受損;拆模過早或模板支撐系統(tǒng)剛度不夠; 施工時樓板混凝土蓋筋被踩彎、踩倒,保護層過厚,承載力下降。 二、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因: 1、鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫原因的分析 通常情況下,現(xiàn)澆板裂縫一般表現(xiàn)為:不規(guī)則、不連貫表面微裂縫;表面龜裂、縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。 究其原因,主要有施工、設計及混凝土原材料等方面的原因,以下將逐一具體分析。 1.1混凝土原材料質(zhì)量方面 1.1.1水泥凝結(jié)或膨脹不正常,如水泥安定性不穩(wěn)定,水泥中含有生石灰或氧化鎂,這些成分在和水化合后產(chǎn)生體積膨脹,產(chǎn)生裂縫。 1.1.2如果骨料中含泥量過多,則隨著混凝土的干燥,會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。 1.1.3堿-骨料反應:蛋白質(zhì)、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應,生成有膨脹能力的堿-硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞,產(chǎn)生裂縫。 1.1.4水灰比、坍落度過大,或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比變化十分敏感,基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。 因此,水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差,將直接影響混凝土的強度。 而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收縮大,抗拉強度低,*因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫,泵送混凝土為了滿足泵送條件,坍落度大,流動性好,易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象,此時,混凝土脫水干縮時,就會產(chǎn)生表面裂縫。 1.2施工質(zhì)量方面 1.2.1混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥的混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。 而模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫。 1.2.2混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。 1.2.3施工工藝不當引起:在施工過程中由于施工工藝不當,致使支座處負筋下陷,保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫。 樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在混凝土未達到規(guī)定強度,過早拆模,或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,致使砼早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,導致樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂; 大梁兩側(cè)的樓板不均勻沉降也會使支座產(chǎn)生負彎矩造成橫向裂縫。 1.2.4后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫:為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力,規(guī)范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設計要求施工,例如施工未留好施工縫; 板的后澆帶不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。 1.2.5樓面墊層鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當,如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內(nèi),保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產(chǎn)生裂縫。 1.2.6混凝土的收縮(溫度裂縫):眾所周知,混凝土引起收縮的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一種新的水泥結(jié)晶體,這種結(jié)晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮,即所謂的凝縮,后期主要是混凝土內(nèi)自由水蒸發(fā)而引起的干縮。 而且,如果混凝土處在一個溫度變化較大的環(huán)境下,將會使其收縮較為加劇。 如施工發(fā)生的夏季炎熱氣溫下,石子表面溫度升高,使石子體積膨脹,拌制成混凝土后,石子受冷收縮,使混凝土表面出現(xiàn)發(fā)絲裂縫; 混凝土澆搗后未及時澆水養(yǎng)護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補充,因而在硬化過程中,現(xiàn)澆板受到支座的約束,勢必產(chǎn)生溫度應力而出現(xiàn)裂縫,這些裂縫也首先產(chǎn)生在較薄弱的部位,即板角處。 另外,室內(nèi)外溫差變化較大,也要引起一定的裂縫。 1.2.7目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中,普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5-7天左右一層,較快時甚至不足5天一層。 因此在樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養(yǎng)護時間,就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,這就給大開間部位的房間雪上加霜。 除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外,較*在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。 并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成*性裂縫。 三、9種處理方法 1、預防現(xiàn)澆樓板裂縫: (1)做好現(xiàn)澆板的養(yǎng)護工作,是保證混凝土強度、防治裂縫產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)之一。 規(guī)范規(guī)定,常溫下混凝土澆筑后12小時內(nèi)必須覆蓋保溫養(yǎng)護,普通水泥不少于7天。 如果忽視對混凝土的澆水養(yǎng)護,一方面會降低混凝土強度,另一方面會使混凝土在硬化過程中來不及補充水分,大量缺水而產(chǎn)生裂縫。 (2)現(xiàn)澆板上不要過早上人、堆料、施荷加載,因混凝土澆筑后要有一個硬化過程,才會有強度;在這個過程中,應對混凝土加以保養(yǎng),不能對混凝土施加任何外力。 必須做到在混凝土強度達到1.2公斤/平方毫米后,才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。? (3)嚴格控制板面負筋保護層厚度。 現(xiàn)澆板負筋按設計要求都放在板上面,有梁通過或隔斷時,一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。 為了控制好負筋保護層厚度,必須采用Φ10~Φ14的鋼筋馬凳,縱橫間距800毫米左右來固定負筋的位置,并用電焊把馬凳與負筋焊牢,使馬凳在混凝土澆筑過程中不移位,保證負筋不下沉,從而有效控制負筋保護層的厚度,不使板負筋保護層過厚而產(chǎn)生裂縫。 (4)嚴格控制好砂、石粒徑及含泥量。 現(xiàn)澆板應選用中粗砂、粒徑在0.25~0.5毫米之間的石子,砂石含泥量均不得**過1%。 如砂、石粒徑過細過小,含泥量過大,都會降低混凝土強度,較終會使混凝土產(chǎn)生裂縫。 (5)在板四角配置一定數(shù)量的角筋,即輻射筋。 針對現(xiàn)澆板裂縫多發(fā)生在板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設Φ8@200毫米,長度為1800毫米左右的輻射筋,使現(xiàn)澆板的應力作用范圍與輻射筋相一致,從而有效地改觀和控制裂縫的產(chǎn)生。 2、裂縫彌補處理: 修補前需要對樓板裂縫進行檢測與研究以確定裂縫部位、開裂程度和裂縫產(chǎn)生的原因等。 根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待、及時處理,以保證建筑物的混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法: ? ? 1)樹脂灌注法。 環(huán)氧樹脂是較常見的裂縫灌注材料,它具有較高的機械強度,并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學侵蝕,樹脂可以灌入到0.05㎜的裂縫。 除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外,當裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量較多時,通常不易采用樹脂灌注法。 2)釘合法。 當必須恢復主裂縫斷面的抗拉強度時,使用釘合法比較適宜。 特別比較適宜在不會損壞周圍結(jié)構(gòu)的場合下用來鎖閉活動裂縫。 用相對薄而長的金屬“縫合u形釘”跨過裂縫嵌入事先開好的槽溝中,用無收縮砂漿或者環(huán)氧樹脂基粘合劑來固定。 ????? 3)表面封閉法。 這是較簡單和較普通的裂縫修補方法。 用于修補對結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫,通過密封裂縫來防止水汽、化學物質(zhì)和二氧化碳的侵入。 ???? ? 4)灌漿法。 (1)普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎上的裂縫,有時通過注入硅酸鹽水泥砂漿來密閉。 (2)聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料,和水反應后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料,起到封閉裂縫的作用。可在潮濕環(huán)境中使用。 5)鉆孔嵌塞法。 這種方法通常用來灌注墻體中的裂縫。 ’如果要求密封防水,孔中應填入柔性瀝青來代替砂漿;如果灌注栓塞的作用比較重要,孔中則要灌注環(huán)氧樹脂。 ? 6)柔性密封法。 通常將活動裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\動節(jié)縫是比較適宜的辦法。 沿裂縫邊緣開一個凹槽并填入適當?shù)娜嵝圆牧稀? 節(jié)縫底部使用隔離層。? ??? ? 7)粘貼法。 當運動不止作用于一個平面時,或者過度的運動已**過一個普通尺寸的凹槽所允許的范圍時,或者不可以切割出槽時可使用這個方法。 用柔性的密封帶蓋住裂縫,僅將帶的邊緣部分粘住。 ? 8)附加鋼筋法。 (1)普通鋼筋首先將裂縫密閉,然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔,將環(huán)氧樹脂注入孔內(nèi),再將鋼筋插入孔中使之粘合成整。 (2)外部施加預應力通過后張法施加應力,來加強結(jié)構(gòu)件的主要部分或者封閉裂縫。?? ??? 9)自閉合法。 混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”,這是在存在濕氣并且沒有拉應力作用時發(fā)生的一種現(xiàn)象。 機理:由于周圍空氣和水中存在二氧化碳,使水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生碳化作用,結(jié)果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內(nèi)析出并生長。晶體組合交織產(chǎn)生一種機械粘接作用,又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學粘接作用所增強,最后混凝土裂縫部位的抗拉強度得到一定的恢復,裂縫也被密閉了。
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