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摘要:目前,建筑的裂缝已成困扰我国建筑市场和房地产业发展的重要不利因素。本文探讨一下它的裂缝及防治,并相应提出一些目前住宅裂缝的处理原则及方法。
关键词:材料 施工温差 温度 收缩
一、引 言
随着城市建设的发展和住宅改革制度的深入,用户对房屋环境和质量要求越来越高,常常有各种各样的投诉,其中尤为突出的是建筑物(住宅)裂缝问题反映强烈,引起工程界及社会各界的广泛关注。混凝土结构中的裂缝(尤其是住宅楼板、墙体中的裂缝)容易造成渗漏,影响建筑物的基本使用功能,还引起用户的不安全感。有关的裂缝以及裂缝引起渗漏问题成为消费者投诉的热点。
本市近几年的城市建设飞速发展,尤其是房屋建筑。在建筑业繁荣的背景下,建筑主管部门受到的投诉也多了起来,特别是住房混凝土的裂缝是最普遍的问题之一。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对混凝土裂缝的成因进行分析,并提出预防措施和处理方法。
裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,也有环境方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
二、混凝土结构裂缝的问题
目前,对我国近年来住宅结构裂缝存在问题进行调查,结论如下:
1.混凝土材料方面
(1)水泥凝结(时间)不正常,面积较大,混凝土凝结初期出现不规则裂缝。
(2)水泥不正常膨胀放射形网状裂纹。
(3)混凝土凝结时浮浆及下沉混凝土浇筑一、二小时后在钢筋上面及墙和楼板交接处断续发生。
(4)骨料中含泥,混凝土表面出现不规则网状干裂。
(5)水泥水化热,大体积混凝土浇后1~2周出现等距离规则的直线裂缝,有表面的也有贯通的。
(6)混凝土的硬化、干缩、浇筑两三个月后逐渐出现及发展,在窗口及梁柱端角出现斜裂纹,在细长梁、楼板、墙等处则出现等距离垂直裂纹。
(7)接槎处理不好,从混凝土内部爆裂,潮湿地方比较多。
2、温差裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17 500—27 500 kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70oC左右甚至更高)。而混凝土的散热性较差,内部的热量难以传导至表面散出,因此在混凝土结构表面和内部形成较大温差,从而导致混凝土开裂。
由于外界温度变化,混凝土产生胀缩变形。当混凝土构件受到约束时,将在混凝土构件内产生应力,当由此产生的混凝土内部拉应力超过混凝土极限值时,混凝土便产生温度裂缝。另外,混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量的水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀降温时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝。
3.收缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。
4.构造裂缝及施工裂缝
(1)混凝土表层裂缝。混凝土在浇筑后离析、泌水和下沉,往往在钢筋上面引起纵向裂缝;水分蒸发后造成表面龟裂;还伴生钢筋底下因“窝水”而形成的混凝土疏松层。这会削弱粘结锚固作用,容易引起锈蚀,影响结构性能和耐久性。
(2)预埋管线裂缝。在模板上敷设预埋管线,然后再绑扎钢筋,抬高了受力钢筋的位置,造成有效高度不足而降低承载力;往往导致沿管线延伸的混凝土裂缝。
(3)施工接搓裂缝。浇筑混凝土时接搓处理不妥将导致裂缝。常见的裂缝一般均接搓界面延伸,伴有蜂窝、孔洞、还夹碴或疏松。有时在现浇板中一侧留的斜搓过长,底部模板刚度不足。后混凝土的重量及施工荷载和模板的变形造成先度部分混凝土斜搓悬臂折裂。
(4)构造裂缝。在混凝土楼形状突变处由于应力集中而产生较大拉应力,往往引起裂缝。常见的裂缝位于门窗洞口或楼板的其他回角处,洞边回筋不足或采用L形钢筋不利于抗拉阻裂。板柱节点附近因刚度相差太大,混凝土强度等级相差悬殊,如没有足够的构造配筋,往往引起界面附近板上的裂。
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三、裂缝的防治
1)裂缝成因的综合性 实际工程中观察到的裂缝往往不是单一原因造成的,多数都是几种因素综合作用的结果。例如,由于混凝土收缩而引起内部拉应力的积聚往往因结构设缝间距过大,局部构造措施不当,应力集中而开裂,而配筋过少,抗力不足而引起的裂缝往往在施工质量差的缺陷部位诱发而延伸发展;耐久性不足而表现出的钢筋锈蚀、混凝土劈裂及保护层剥落多与混凝土材料的成分(氯离子含量过高)及施工质量差(蜂窝、孔洞、夹碴等)有关。
在对裂缝进行处理以前,必须认真地观察裂缝形态,找出其特征,并调查清楚所有的(勘察、设计、施工、使用)背景材料。认真分析裂缝的真正原因。然后采取针对性的措施予以消除。应避免盲目地对发现的裂缝乱加处理。
2)裂缝的处理原则
(1)必须确保结构或构件的安全,即处理后的承载能力应不低于设计要求;(2)保证结构的耐久性不受影响,即在设计使用年限内维持应有的抗力;
(3)保证在正常使用状态下应有的功能,如较小的挠度形,一定的裂缝控制能力(防渗漏)等;
(4)保持建筑应有的外观质量,不产生肉眼可见的,可能起不安全感的裂缝和有碍观瞻的表面缺陷等。
(5)裂缝处理的施工方示应有可操作性,符合现有的技术水平和施工条件,并在可能的条件下减少工时和材料,节约经费。
3)各类裂缝的处理方法
(1)受力裂缝:由于材料(钢筋、混凝土、砌体等)强度不足、施工质量缺陷(蜂窝、孔洞、夹碴等)、计算简图错误、钢筋移位引起的有效高度减少等承载力不足而引起的裂缝,预示着结构的安全隐患,必须及时进行加固处理。处理的方法有加大截面(外包混凝土)、围箍型钢结构、枷淋十预应力四变传力途径等。结构或构件由于运输、吊装、码放、施工超载或其它偶然作用引起其非设计受力状态而引起的裂缝,只要引起裂缝的作用不再生现,这些裂缝对结构的安全并无明显影响。对这些引起裂缝,可以沿缝剔凿后用水泥砂浆、环氧胶泥或环氧树脂胶液封闭灌缝即可。
(2)温度裂缝:集中于住宅建筑顶层及由墙附近的温度裂缝随季节而变化,盲目修补封闭将毫无作用。只有先加强保温、隔热措施,根除温差过大造成的影响,然后再处理裂缝本身才能见效。通常的做法是加大保温层的厚度;在原屋面上补做天面——架空层以隔避阳光曝晒等,补缝的方法与前面相同,有D钢丝网片或用纤维砂浆抹灰,也可取得阻裂的效果。对于因施工期跨越不同季节而引起的局部温差裂缝,应在施工后加强养护和及时封闭加以防止。如已产生作简单的封闭处理就可以了。引起开裂的因素不再重现,已有裂缝不会再延伸和发展。
(3)收缩裂缝:以泵送混凝土施工的现浇混凝土结构大量地存在收缩裂缝。由于混凝土的收缩时间性(一般在三个月到半年之内可基本完成),因此在收缩大体结束,裂缝已经稳定以后南进行封闭处理,可以得到较好的效果。收容裂缝一般都是贯穿性的。因此应注意对裂缝的两面都进行封闭,否则还可能引起渗漏等后果而影响处理效果。采用钢丝网片和纤维砂浆可得较了的阻裂效果。
(4)沉降裂缝:沉降裂缝的处理应从建筑结构的整体考虑,对地基和基础进行加固处理以防止不均匀沉降扩大。建筑物的沉降同样地也有时间性,观察沉降待其稳定或经历一段时间裂缝不再发展以后再对裂缝进行处理,对裂缝进行封闭并适当增加构造配筋可得较好的效果。
(5)构造裂缝:构造裂缝大都因结构设计的体型不好或局部配回太少而造成。因此,一般除剔凿和封闭裂缝以外古加强局部配筋,才能有效地控制裂缝不再发展。
(6)耐久性裂缝由于环境条件差而引起的钢筋锈蚀和混凝土冻融,往往引起裂缝和混凝土剥落,严重者将引起承载力问题,此时应补筋加固并剔降裂缝区域的混凝土后重做保护层并加做表面装饰。对于处于侵蚀性环境中难以低御腐蚀的混凝土构件,可以做成可更换的形式,定期检查、维修和更换。
(7)界面裂缝:两种不同建筑材料界面两侧采用钢丝网片或纤维砂浆等抹平。才能彻底消除此类裂缝。
4)住宅裂缝的预防
在产生裂缝以后被动地处理,不如事先采取措施防止。这涉及到建材、设计、施工、维护的共同努力。
(1)建材部门的责任:建材行业应在提高强度,改善工创造性(坍落度等)的同时,将提高混凝土的体积稳定性作为重要的研究课题。生产出体积稳定性更好、抗裂性能更优良的建筑材料和制品是防止住宅裂缝的重要条件,在这方面建筑材料行业负有重要责任。
(2)考虑裂缝问题进行设计由于最近二年来混凝土成分和性能的巨大变化及工艺条件的改变,原设计规范中的一些规定(如伸缩缝间距、构造配筋措施等)已不能满足控制裂缝的要求。机械地执行规范的条款并不能防止裂缝问题的产生。因此提醒设计者应充分估计现浇结构中混凝土收缩量增大所带来的影响,盲目推广混凝土结构,并将其作为防治裂缝的有效手段大可质疑。事实下,处理不当会适得其反地增加裂缝。适当地采用预应力和预制构件可以有效地控制裂缝,设计人员应认真地加以考虑。
(3)提高施工质量控制裂缝,由于近年混凝土材料和施工工艺有了很大的变化,完全遵守以前编制的标准规范仍难以保证结构的抗裂性能。为适应这种变化,施工单位应该不断地改进施工工艺和传统习惯,总结经验,在新的条件下控制裂缝。除了精心施工(搅拌、振捣、养护、砌筑等)以外,采用设置合适的施工缝、后浇带,并以微膨胀混凝土灌缝可取得较好效果。此外设置控制另导温度——收缩裂缝在预定位置出现并加以处理,也不失为控制裂缝的有效手段之一。
参考文献:
[1] 《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》 化学工业出版社
[2] 《混凝土结构裂缝防治技术》 化学工业出版社
[3] 《混凝土结构的裂缝与对策》 机械工业出版社
论文作者:李刚,林天胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/26
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 表面论文; 应力论文; 温度论文; 温差论文; 《基层建设》2017年4期论文;