1 结构裂缝产生的规律及部位
(1) 春、秋季节为北方地区梁板早期裂缝的多发期,大风天施工的楼板如不采取有效措施则裂缝多而宽,而阴天、小雨天施工的楼板早期裂缝极少。
(2) 混凝土楼板早期裂缝一般发生在浇筑后1~3h,板面裂缝多在梁板交界处,厚度变化处及梁板钢筋上部。
(3) 楼层越高,因高空风速大,若用泵送混凝土则需坍落度大的商品混凝土,这样楼板裂缝更难控制。
(4) 板厚度越大,裂缝越少。
2 裂缝原因分析
混凝土早期裂缝主要是沉缩和干缩引起的。混凝土沉缩变形的大小与混凝土流态有关,混凝土流动性越大,相对沉缩变形越大,如不加以控制,极易引起早期裂缝。此外,混凝土在硬化过程中,水分蒸发速度越快,其干缩值越大。总的说来,影响混凝土沉缩和干缩的因素有如下几个方面。
2.1 混凝土流动性
由于商品混凝土坍落度大,稍加振捣即出现石子下沉,浆体上浮,时常有较多泌水;随着水分蒸发,表面即出现大量塑性收缩裂缝。
2.2 水泥细度
水泥颗粒的粗细对水泥性能有很大影响,颗粒越细,其水化、凝结硬化,其水化收缩量越大,易开裂。
2.3 混凝土体积形状
大体积混凝土,由于水化热积聚在内部不易散发,混凝土内部温度升高产生内外温差,由此产生的温度应力造成硬化初期混凝土的开裂;且这种裂缝可随时发展而继续扩大,甚至达到贯穿。
2.4 外加剂对收缩的影响
在商品混凝土中,掺减水剂便于改善混凝土的和易性,增大坍落度值时,其收缩值接近或略大于不掺者;在预应力混凝土中,为减少预应力值损失,宜掺少量膨胀组份,但是膨胀剂的比例一定要掌握好,否则会引起负面作用。
2.5 原材料及配合比对混凝土收缩的影响
(1) 砂:随着含泥量增大,混凝土收缩增大,抗拉强度降低。
(2) 石子:石子含泥量大,混凝土收缩随之增大,且降低混凝土强度,从而产生裂缝。
(3) 水泥用量:混凝土中水泥用量增加,其收缩随之加大。
(4) 砂率:混凝土干缩随砂率增大而增大。砂率降低,对控制混凝土裂缝有显著效果。
(5) 水灰比:混凝土中用水量越大,坍落度越大,则干缩越大。
2.6 环境
施工时的气象条件也是影响混凝土板面裂缝的主要因素,在气候干燥和大风季节,混凝土浇灌后如不覆盖,表面水分就会迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝。
2.7 施工
(1) 混凝土振捣时间过长,会降低楼板表面粗骨料含量,加大收缩,出现网状裂纹。
(2) 混凝土浇筑后,表面不及时覆盖浇水养护,会产生干缩裂缝。
(3) 厚大体积基础底板不按热工计算采用温控措施,会产生较大温度应力而开裂。
(4) 混凝土梁板工程模板过早拆除,会使混凝土梁板变形,导致裂缝。
3 裂缝防治措施
3.1 混凝土生产质量控制
3.1.1 材料选择和控制
(1) 砂:宜采用细度模数M=2.8~3.0中砂,含泥量≯2%。
(2) 石子:采用级配良好的石子,含泥量≯1%。
(3) 水泥:采用矿渣水泥或地热水泥(选用收缩量较小的水泥)。
3.1.2 配合比及生产控制
(1) 混凝土尽可能降低砂率,一般可控制在38%~40%。
(2)应严格控制水灰比,掺加高效减水剂和粉煤灰来增加和改善混凝土的坍落度及和易性,减少水泥及水的用量。混凝土坍落度以不超过18cm为宜。
3.2 施工质量控制
(1) 混凝土布料要均匀,防止一处集中堆料造成混凝土过振。有条件可对其进行二次复振。除复振外,适时用木抹子磨平搓毛两遍,拍打,愈合裂纹。
(2) 加强混凝土的早期养护。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
(3) 拆模前应根据不同龄期混凝土自然养护试件强度指导拆模。
3.3 裂缝的处理方法
(1) 表面修补法: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,为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
(2) 灌浆、嵌逢封堵法:灌浆法是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中,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。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,以达到封闭裂缝的目的。
(3) 结构加固法:当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的有以下几种:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
(4) 混凝土置换法:混凝土置换法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
(5) 仿生自愈合法:是在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
4 结语
商混梁板结构裂缝的控制是涉及原材料质量、配合比、混凝土生产质量控制、施工气象施工、设计诸多因素的课题,由于影响因素非常复杂,在建筑工程中要完全避免裂缝几乎是不可能的,但只要能找出裂缝产生的原因,对症下药采取相应的防治措施,减少裂缝是完全可能的。