「乾貨」商品混凝土梁板結構早期裂縫成因及防治

商品混凝土是指由水泥、集料、水、外加劑和摻合料等按一定比例,經集中攪拌站計量、拌制,採用運輸車運至施工現場的混凝土拌合物。商品混凝土以其速度快、質量好、勞力省、消耗低、技術先進、現場文明等諸多優點,已成為城市建築業不可缺少的重要組成部分,越來越受到人們的歡迎,是國家建設部重點推廣項目。然而,商品混凝土裂縫的頻繁出現,尤其是梁板結構早期裂縫的出現,更讓建築行業普遍關注。

「乾貨」商品混凝土梁板結構早期裂縫成因及防治

結構裂縫產生的規律及部位

(1) 春、秋季節為北方地區梁板早期裂縫的多發期,大風天施工的樓板如不採取有效措施則裂縫多而寬,而陰天、小雨天施工的樓板早期裂縫極少。

(2) 混凝土樓板早期裂縫一般發生在澆築後1~3h,板面裂縫多在梁板交界處,厚度變化處及梁板鋼筋上部。

(3) 樓層越高,因高空風速大,若用泵送混凝土則需坍落度大的商品混凝土,這樣樓板裂縫更難控制。

(4) 板厚度越大,裂縫越少。

裂縫原因分析

混凝土早期裂縫主要是沉縮和幹縮引起的。混凝土沉縮變形的大小與混凝土流態有關,混凝土流動性越大,相對沉縮變形越大,如不加以控制,極易引起早期裂縫。此外,混凝土在硬化過程中,水分蒸發速度越快,其幹縮值越大。總的說來,影響混凝土沉縮和幹縮的因素有如下幾個方面。

2.1 混凝土流動性

由於商品混凝土坍落度大,稍加振搗即出現石子下沉,漿體上浮,時常有較多泌水;隨著水分蒸發,表面即出現大量塑性收縮裂縫。

2.2 水泥細度

水泥顆粒的粗細對水泥性能有很大影響,顆粒越細,其水化、凝結硬化,其水化收縮量越大,易開裂。

2.3 混凝土體積形狀

大體積混凝土,由於水化熱積聚在內部不易散發,混凝土內部溫度升高產生內外溫差,由此產生的溫度應力造成硬化初期混凝土的開裂;且這種裂縫可隨時發展而繼續擴大,甚至達到貫穿。

2.4 外加劑對收縮的影響

在商品混凝土中,摻減水劑便於改善混凝土的和易性,增大坍落度值時,其收縮值接近或略大於不摻者;在預應力混凝土中,為減少預應力值損失,宜摻少量膨脹組份,但是膨脹劑的比例一定要掌握好,否則會引起負面作用。

2.5 原材料及配合比對混凝土收縮的影響

(1) 砂:隨著含泥量增大,混凝土收縮增大,抗拉強度降低。

(2) 石子:石子含泥量大,混凝土收縮隨之增大,且降低混凝土強度,從而產生裂縫。

(3) 水泥用量:混凝土中水泥用量增加,其收縮隨之加大。

(4) 砂率:混凝土幹縮隨砂率增大而增大。砂率降低,對控制混凝土裂縫有顯著效果。

(5) 水灰比:混凝土中用水量越大,坍落度越大,則幹縮越大。

2.6 環境

施工時的氣象條件也是影響混凝土板面裂縫的主要因素,在氣候乾燥和大風季節,混凝土澆灌後如不覆蓋,表面水分就會迅速蒸發,很容易產生收縮裂縫。

2.7 施工

(1) 混凝土振搗時間過長,會降低樓板表面粗骨料含量,加大收縮,出現網狀裂紋。

(2) 混凝土澆築後,表面不及時覆蓋澆水養護,會產生幹縮裂縫。

(3) 厚大體積基礎底板不按熱工計算採用溫控措施,會產生較大溫度應力而開裂。

(4) 混凝土梁板工程模板過早拆除,會使混凝土梁板變形,導致裂縫。

裂縫防治措施

3.1 混凝土生產質量控制

3.1.1 材料選擇和控制

(1) 砂:宜採用細度模數M=2.8~3.0中砂,含泥量≯2%。

(2) 石子:採用級配良好的石子,含泥量≯1%。

(3) 水泥:採用礦渣水泥或地熱水泥(選用收縮量較小的水泥)。

3.1.2 配合比及生產控制

(1) 混凝土儘可能降低砂率,一般可控制在38%~40%。

(2)應嚴格控制水灰比,摻加高效減水劑和粉煤灰來增加和改善混凝土的坍落度及和易性,減少水泥及水的用量。混凝土坍落度以不超過18cm為宜。

3.2 施工質量控制

(1) 混凝土布料要均勻,防止一處集中堆料造成混凝土過振。有條件可對其進行二次復振。除復振外,適時用木抹子磨平搓毛兩遍,拍打,癒合裂紋。

(2) 加強混凝土的早期養護。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,並塗刷養護劑養護。

(3) 拆模前應根據不同齡期混凝土自然養護試件強度指導拆模。

3.3 裂縫的處理方法

(1) 表面修補法:在裂縫的表面塗抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面塗刷油漆、瀝青等防腐材料,為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以採用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

(2) 灌漿、嵌逢封堵法:灌漿法是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中,膠結材料硬化後與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。

(3) 結構加固法:當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮採取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的有以下幾種:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、採用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

(4) 混凝土置換法:混凝土置換法是先將損壞的混凝土剔除,然後再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

(5) 仿生自癒合法:是在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自癒合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新癒合。

結語

商混梁板結構裂縫的控制是涉及原材料質量、配合比、混凝土生產質量控制、施工氣象施工、設計諸多因素的課題,由於影響因素非常複雜,在建築工程中要完全避免裂縫幾乎是不可能的,但只要能找出裂縫產生的原因,對症下藥採取相應的防治措施,減少裂縫是完全可能的。


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