混凝土现浇板早期裂缝影响因素分析

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年4月第10期   作者:李洪娥
[导读] 在建筑领域中,混凝土现浇板的裂缝问题受到了广泛关注

         摘要:在建筑领域中,混凝土现浇板的裂缝问题受到了广泛关注,这就需要相关单位及管理人员必须重视起来,有效解决混凝土早期裂缝问题。现混凝土浇板的裂缝在破坏整个建筑物美观性的同时,还严重影响了建筑物的承载能力以及应用性能。若混凝土现浇板裂缝的宽度超过一定的极限时,则会导致钢棒的腐蚀和渗透,从而对建筑物的耐久性产生不利的影响。因此文章就针对混凝土现浇板早期裂缝影响的因素做了详细探讨。首先分析了混凝土现浇板产生裂缝的种类,其次阐述了现浇板裂缝产生的危害,在此基础上探讨具体影响因素,最后提出了几点有效的建议策略,以供同行参考。
         关键词:混凝土现浇板;早期裂缝;影响因素
        
         引言
         随着社会经济的飞速发展和越来越多商品住宅的出现,也在一定程度上促使着建筑结构的完善和升级优化,在此背景下现浇混凝土楼板逐渐取代了预制的多孔板。混凝土现浇板虽然提高了整个建筑物的抗震性能,但随之而来的就是更多裂缝问题的出现。现如今,混凝土现浇板的裂缝已经成为了居民最常投诉,且最关注的问题之一。混凝土现浇板出现裂缝时,不仅会给住户带来一定的压力与影响,如果早期裂缝问题得不到很好的处理,逐渐会发展为大裂缝,随之就会危害整个建筑物的安全。因此,开展对混凝土现浇板早期裂缝影响因素的分析,并针对具体的原因制定出有效的防范与处理策略,是如今每个建筑工程师、管理者待解决的问题。
一、混凝土现浇板裂缝种类分析
         根据混凝土浇筑早期裂缝的宽度,文章将混凝土现浇板裂缝类型分为了两大种类,即微观裂缝和宏观裂缝。其中,微观裂缝主要指宽度在0.05mm以下的裂缝。微观裂缝分为三种类型,一是粘着裂缝,二是水泥石裂缝,三则是集料裂缝。具体阐述:①粘着裂缝是指骨料和水泥石粘结表面沿骨料的周边出现的裂纹。②水泥石裂缝是指骨料自身存在的裂纹。③集料裂缝则指的是分布在集料水泥浆的水泥石裂缝。另外,宏观裂缝指的是大于0.05mm以上的裂纹,且宏观裂缝肉眼可见。宏观裂缝分为表层裂缝、贯穿裂缝以及深层裂缝三种类型,具体分析:①表层裂缝多发生于混凝土浇筑初期,如果由于大量的水和热而使混凝土表面的散热不好,则混凝土的内部温度高且表面温度低,从而形成温度梯度,进而在混凝土内部引起应力。当拉伸应力超过混凝土的最大拉伸强度时,表面会产生拉伸应力,混凝土表面就会出现裂缝。②深层裂缝:地基边界内的混凝土在大面积处于拉应力状态,在这些区域发生表面裂缝时,它会逐渐发展成深层裂缝。 ③贯穿裂缝:由于体积收缩变形,地基变形等因素引起的整个混凝土的贯穿裂缝。
二、混凝土现浇板裂缝产生的危害
(一)影响结构承载力以及使用安全
         对于弯曲板来说,弯曲区域的裂缝有一定范围内的允许程度,但是裂缝对结构承载力的影响不容忽视,特别是当某些用户在装修过程中将其添加到地板上时,由于许多设计师没有考虑到荷载,就会影响到结构的承载力以及实际使用过程中的安全性。
(二)影响结构的防水性
         混凝土现浇板楼板结构产生裂缝时,不仅会影响整个建筑结构安全稳定性,还会给使用者带来渗漏水等一系列问题,特别是在没有做防水的房间中问题更加凸显。
(三)严重影响结构的耐久性和使用寿命
         当混凝土现浇板产生裂缝时,一些化学侵蚀、钢筋锈蚀、碳化以及碱集料反应的外界反应因素会对整个混凝土结构产生非常严重的破坏。除混凝土本身性能的影响外,开裂也会对破坏的发生或速度具有重大影响的因素。从结构拆除到装修完成通常需要2-3个月的时间,并且全年必须建造一些大型项目,比如大气中的CO2,SO2气体和雨水沿着裂缝进入混凝土。当这些物质在内部时,它会加速钢棒的腐蚀,并加速碱集料的反应和碳化速率,从而降低建筑物的耐用性及缩短它的使用寿命。
三、混凝土现浇板早期裂缝产生原因
(一)设计因素引发的裂缝
1.板面构造配筋考虑不全面
         当前,在许多建筑设计单位中,楼板钢筋的设计加固率很低,并且很容易忽略大开间,比如深孔洞的楼板表面上的混凝土,抵抗了干缩和温度应力,而支撑的负加固通常组成楼板,在楼板的中应力区域没有结构加固,这使得设计计算和实际应力条件不一致,导致在边缘的径向加固长度不足,使得局部薄弱环节没有额外的加固。从而钢筋不能满足结构拉伸要求,并且可能使其他结构开裂。
2.混凝土设计强度较高
         一般情况下,民用住宅建筑工程所采用到的混凝土材料规格均为C20到C25,但是某些项目中使用的混凝土的强度等级主要是C30和C35。随着强度等级的增加,水泥量的增加,使得水泥用量造成过量水化热,另外混凝土内部温度应力变化变大,这也是混凝土加速开裂的主要原因。
3.板内布线不合理
         目前,PVC电线管通常用于嵌入地板上,并且两个或多个电线管交错并堆叠以进行设计或构造,单层双向增强地板中木板的有效横截面积不同,这使得板内有效截面就会受到不同程度的削弱,因此板内布线的不合理也是引发混凝土现浇板裂缝产生的主要因素。
(二)材料引起的现浇板裂缝
         在混凝土的干缩机理中,收缩一般都是水泥浆体材料开展的收缩,因此水泥对整个混凝土的影响非常重要。不同类型水泥的收缩率值取决于SO3、C3A、水泥细度和石膏的含量等。一般情况下,C3A含量越高,水泥越细就决定着水泥收缩力度会变大。此外,混凝土材料中若石膏含量不足,也会导致水泥具备较大的收缩性,而SO3的含量对混凝土收缩率更加有着显著的影响。其他类型的混合材料也会影响现浇板的开裂,影响水泥收缩的主要因素。

例如混合材料中的种类、掺量、比表面积大小等因素,均是影响水泥干缩性大小的因素。粉煤灰的比表面积最小,随着粉煤灰含量的增加,混凝土的干缩率就会随之降低。骨料是水泥石收缩的抑制阶段,骨料弹性模量越高、体积越大,骨料的体积压缩系数越小,骨料对水泥石的收缩约束越大,混凝土的收缩就会越小。集料的吸湿率反映出孔隙率,而吸湿率影响集料的刚度和可压缩性,总吸湿率高,混凝土收缩就会相对明显。一般认为,增加最大骨料粒度,降低砂速,以及提高砂的细度系数可以减少混凝土的收缩。骨料的清洁度对抗拉强度有很大影响,因此还需要严格控制泥浆含量。
         其他混合物对混凝土收缩有着很大的影响。早强度剂促进了水泥在早期的快速水化,增加了收缩率,而缓凝剂可以有效地控制混凝土的初始水合放热速率。减水剂有利于通过减少混凝土混合物的数量,降低水灰比以及改善混凝土的抗渗性和抗支撑强度来减少收缩,但是过量添加会增加混凝土的渗出率并增加沉降变形,能够在泵送混凝土中添加矿物混合物已变得很普遍。在相同期限内,矿物混合物的存在无疑会改变水化进程,进而影响水化吸收缩率,从而改变混凝土胶凝材料的水合过程,这导致混凝土收缩出现了一定变化。但是,一些诸如混合物的类型和质量、水胶比以及各类内外界因素的影响,矿物混合物对收缩的影响非常复杂,这使得不同研究人员常常得出不同的结论。
(三)施工方面引发的裂缝
1.楼面钢筋网保护不合理
         加强筋起到双重作用,通过承受来自楼板混凝土板的拉力来抵抗外部载荷引起的弯矩,并防止混凝土收缩和出现温差裂缝。这种双重作用仅仅是在需要钢筋处,在上下合理的保护层前提下才能有效发挥出来的。因此,实际施工过程中若出现楼面钢筋网保护不合理,就极容易引发裂缝问题。
2.模板施工不规范
         在某些项目的施工中,模板和支撑件缺乏足够的刚度,并且没有为垂直支撑件和地板接触提供楔形紧固,或者模板太小而无法在振动过程中和之后引起模板的局部变形,因此会导致混凝土现浇板开裂。
3.加荷过早
         由于当前项目建设中的质量与进度之间存在着矛盾,一层主体结构的施工速度约在5至7天,最快的速度甚至5天不到就可以施工一层。因此,如果在短时间内浇注地板混凝土,则会忙于将钢管、模板和其他材料堆放到地板上的工序,在进行下一个浇筑步骤时,此时混凝土强度不足以承受这些大载荷或尚未达到载荷标准,就会很容易损坏楼板,尤其是大开间部位楼板结构就会遭到破坏。同时在施工时也经常将楼板模板移走以便旋转使用,从而导致拆模位置出现楼板下沉问题。以上问题都很容易导致混凝土现浇板裂缝的发生,并且一旦形成这些裂缝问题,就很难得到有效的闭合,并形成永久性裂缝,这在快速建造高层建筑时是十分常见的。
4.混凝土浇筑不规范
         混凝土过度振动就会在表面形成含有大量水泥的灰浆层,因此其干缩性能比下层混凝土更好,在水分蒸发后更容易发生凝缩裂缝。另外,平面振动器不能均匀振动的时候,在没有振动的区域混凝土容易以块状形式开裂,在浇筑混凝土之前,模板不会变湿或隔热失败,在模板干燥情况下吸收大量水,从而产生了混凝土塑性收缩,裂缝出现。
四、防止混凝土现浇板早期裂缝发生的有效措施
(一)严格材料的选择与应用
         一般情况下,在施工过程中选择低热水泥进行施工是非常科学、合适的。所以应尽量避免过细水泥材料的使用,这是因为水泥过于细腻,会使得水泥过快地水合,从而大大增加了开裂的可能性。在选择水泥材料时,应选择尽可能接近中间渐变的粗骨料。沙子和石头的泥浆含量应尽可能严格控制,超过规定值会增加混凝土的收缩率并降低混凝土的抗拉强度,这对混凝土的抗裂性非常不利。
(二)合理使用模板
         通过模板设计,现浇混凝土模板支架必须设计成具有足够的强度,刚度和稳定性,并且上下模板支架的立柱应与垫子对齐并放置。拆除过程中混凝土的强度,模板的拆除顺序以及拆除后的支撑和加固措施都必须符合相关标准和规范以及建筑技术计划的要求。
(三)做好混凝土的养护
         混凝土养护目的是防止水在混凝土表面的早期水流失。同时,养护还能保障混凝土在大风干燥天气中,始终保持湿润状态。混凝土浇筑前,模板必须保持完全湿润。混凝土浇筑过程完成后,应立即覆盖塑料膜以封闭混凝土表面,及时用袋并浇水,以此覆盖混凝土表面,保持混凝土湿固化。在浇水养护混凝土时,必须要连续浇筑7天,在掺膨胀剂混凝土养护时,应坚持护理2周左右才可。
(四)施工的注意事项
         在混凝土施工过程种,要加强振捣时间和位置的控制,避免过度振捣、漏振等情况发生,并且严禁振动棒接触钢筋。预设的混凝土不应再次振动,以免损坏现有混凝土结构的强度。现场荷载严格控制混凝土楼板的施工荷载,严格控制装卸时间。地板的堆放和建筑荷载应通过结构设计,混凝土强度的发展和支撑,以及沿周边均匀或均匀地放置。
总结
         综上所述,早期现浇混凝土地板引起的裂缝主要是由于材料选择不当和施工技术不完善所致,只要我们严格控制材料供应,实现施工过程的科学、系统化,严格遵守操作流程,就会在根本上杜绝混凝土现浇板早期裂缝问题,以此确保施工质量。

参考文献:
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