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摘要:细石混凝土地面裂缝是由多种因素引起的质量通病,它不仅影响美观及使用功能,而且陈旧难除。基于此,本文详细分析了大面积细石混凝土地面裂缝的控制措施。
关键词:细石混凝土;裂缝;原因;措施
细石混凝土地面具有取材容易、施工方便、经济节约等优点,一般直接用作地面表层或自流平地面的基层。在施工和使用中,对其质量要求很高,混凝土裂缝是其主要的质量问题之一。混凝土裂缝主要是由干燥收缩及温度变化等因素引起的,通过合理配置钢筋、合理设置分格缝、加强材料控制、改进施工工艺等措施,可避免大面积细石混凝土地面出现裂缝。而对已产生的混凝土裂缝,可采用表面处理、混凝土置换、灌浆嵌缝等方法进行科学合理的处理。
一、混凝土概述
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,它由胶凝材料、颗粒状集料(或骨料)、水及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点,这些特点使其使用范围广泛。
二、细石混凝土地面裂缝产生原因
细石混凝土地面收缩是由于混凝土收缩变形收到约束所引起的,其中主要有混凝土塑性沉降裂缝、混凝土干燥收缩变形裂缝、温度涨缩变形裂缝等。
1、塑性沉缩裂缝。塑性沉缩裂缝是混凝土的一种早期裂缝,即在浇注完混凝土4~15h左右,水泥水化反应剧烈,出现泌水和水分急剧蒸发现象,引起失水收缩。尤其在变截面处易发生剧烈收缩,此时骨料与胶合料间也产生不均匀的沉缩变形。水分大量蒸发引起的混凝土塑性沉缩裂缝与沉凝土的流态有关,一般流态越大,越容易引起沉缩裂缝。塑性沉缩裂缝发生时,在混凝土表面出现断断续续的裂缝,裂缝中部较宽,两端较窄,呈梭形。对于混凝土地面,裂缝常出现在混凝土厚度变化处或管线敷设处。若混凝土水灰比过大,水泥用量大,掺和料保水性差,粗骨料少,用水量大,振捣不良,环境气温高,养护不足表面失水能导致混凝土出现塑性沉缩裂缝。为了避免混凝土出现塑性裂缝,可在混凝土还处在塑性状态时,适时予以拍打,促其表面裂缝闭合,恢复整体性。
2、干缩裂缝。干缩裂缝一般出现在混凝土养护结束后的一段时间,大部分收缩在龄期3个月内出现,但会一直持续在混凝土使用过程中,甚至长达20年。干缩裂缝是由于混凝土在空气中逐渐硬化过程中,水分散发,体积发生收缩产生。当混凝土的收缩应变超过其抗拉应力极限时,混凝土内部和表面会形成裂缝,随着应变的增加,裂缝也随之发展。
3、温度胀缩变形裂缝。混凝土温度裂缝起因于温度应变受到约束,而温度应变起因于温差。关于温差有两种情况,一种是混凝土最高的截面平均温度与环境大气的平均温度之差;另一种是混凝土的表面温差,即混凝土截面中心最高温度与混凝土表面温度之差。起因于这种表里温差的表层温度收缩应变要受到内部约束,从而引起外部裂缝。当温度胀缩引起的混凝土内部应力大于混凝土抗拉强度时,会引起混凝土裂缝。由于混凝土薄板的厚度远远小于其他两个方向的尺寸,因此温度胀缩引起的一般也是贯通裂缝。另外,由于环境温度湿度变化,在混凝土板面与底面间形成温度,湿度差异,混凝土下部的粘接层会约束混凝土板表面产生的胀缩变形。若在温度施工中设计了分格缝,则混凝土板面容易在分格缝处产生翘曲变形。
4、混凝土地面基层变形引起的裂缝。在超长结构或跨度较大的楼板上做细石混凝土地面,也容易产生地面裂缝。其原因在于,钢筋混凝土结构楼板本身存在温度变形、收缩变形或挠度变形等,这种变形和混凝土地面的变形是不同步的,若程度较大,则会引起其表层地面的裂缝,一般这种裂缝很难修复。
三、细石混凝土地面裂缝控制措施
1、合理配置钢筋。配置钢筋是控制混凝土裂缝的重要手段之一,对混凝土地面,主要是配置适当防裂钢筋网片,防裂钢筋为构造配筋。钢筋网片位于混凝土中部,一般要求钢筋直径不宜太粗,6.5mm~12mm为宜,钢筋间距控制在200mm以下。同时对厚度大于100mm的细石混凝土地面,宜在混凝土上下表面配置双层双向钢筋。合理配置钢筋,同时也要求对结构楼板配筋进行优化,尤其对超长、大跨结构,楼板钢筋宜上、下层通长配置。
2、合理设置分格缝。设置分格缝也是混凝土地面为控制其收缩裂缝最常采取的一项措施,接缝间距设置越大,混凝土板块收缩越大。接缝张开愈宽,分格缝传荷能力越低,从而越容易引起裂缝,因此合理设置分格缝尤为重要。根据施工规范规定,混凝土或水泥地面分格缝设置板块面积不宜大于36m2。分格缝一般沿轴线和跨中进行分格,根据计算分析及实际施工经验,板块分隔最大长度不宜大于8m。分格缝的设置,一般有两种做法:一种是在混凝土地面施工前根据分格缝设计,提前将木条或塑料条用水泥浆固定,养护24h后,再进行地面施工。另一种是后切缝,先进行混凝土地面施工,常温下养护5~7d,强度达到75%(不宜大于100%)后用切割机切缝,缝宽7mm~10mm,深度为厚度二分之一左右。缝深度不宜过小,也不宜过大,否则造成混凝土地面板的开裂或翘曲。
3、原材料控制。混凝土强度等纵不小于C20,不宜大于C30,因随着混凝土强度的增大,混凝土的收缩也加大。混凝土石是最大粒径为15mm,含泥量不得大于3%,沙子为中沙。混凝土坍落度不宜过大,最好控制在30mm左右,以泥抹子轻拍可出浆为宜,若采用机械抛光工艺,混凝土坍落度可控制在120mm~140mm。
4、施工过程控制。混凝土浇筑前应将基层清理干净,清除基层上的砂浆、油污等,使之露出混凝土结构板原色,基层要洒水湿润24h以上。且最好采用机械凿毛处理,混凝土要振捣密实。管线距墙阴阳角不得小于15cm,防止集中应力的出现。所有管线处必须加铺双层硬质钢板网,宽度不小于30cm,防止该部位裂缝。混凝土初凝后终凝前,可进行二次压面收光。
四、混凝土裂缝修补措施
1、表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于地基稳定和对地面承载能力无影响的表面裂缝及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法,当混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理,同时整体面层内宜配置双向钢丝网。
2、混凝土置换法。当混凝土出现严重损坏时,可采用混凝土置换法进行处理。此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿,然后涂刷结合层,最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3、灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对混凝土地面整体性有影响或有防渗要求部位的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。
总之,细石混凝土地面在工业及民用建筑中应用广泛,其具有造价低、施工速度快、取材容易、耐久性好等优点。但大面积细石混凝土地面在施工时,若因施工不当,极易产生质量问题,轻则影响感官质量,重则影响使用功能。其中,地面裂缝是细石混凝土地面的最主要质量通病之一。因此,研究大面积细石混凝土地面裂缝控制措施具有重要意义。
参考文献:
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[2]刘雪松.大面积细石混凝土地面裂缝控制措施[J].河南建材,2015(03).