砌体结构裂缝产生机理与控制措施论文_陈强

砌体结构裂缝产生机理与控制措施论文_陈强

长春市建设工程质量监督站经开分站 吉林长春 130000

摘要:砌体结构由于人工施工所占比例较高,施工偏差造成的建筑裂缝种类繁多,形态各异,而且较为普遍。其影响因素与砌体结构承受的荷载、砌体材料特性及砌体结构特点、不均匀沉降、施工工艺和方法及温度、湿度等多有关系。本文结合多年工程施工实践,简要论述了砌体结构容易产生裂缝的原因及破坏机理,并对砌块房屋的温度变形和收缩变形产生的原因进行了具体分析阐述。

关键词:裂缝;破坏机理;温度变形;收缩变形

一.砌体结构中墙体裂缝产生的机理

1砌块房屋的温度变形分析

混凝土小型砌块砌体的线胀系数为10×10-6/℃,比砖砌体的大一倍,因此,小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高,更容易因温度变形引起裂缝。由于温度变形引起的墙体裂缝的形状和部位砌块房屋和砖砌体房屋是相类似的,只是带有砌块的特点而已。

多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是最容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌体墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差别,但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差。夏季在阳光照射下,屋面上表面最高温度可达40℃~50℃,而顶层外墙平均最高温度约为30℃~35℃。屋顶和顶层外墙存在10℃~15℃的温差。在寒冷地区,屋盖结构层上面依次设有隔气层、保温层、找平层和防水层。顶盖结构有保温层的保护,它与外墙的温差按理应有所减少。但是,可能保温层不够厚,或防水层渗漏,保温层浸水,降低了保温隔热效果,这时两者温差还是有可能引起墙体的开裂。

在实际工程中我们发现,单是保温层上的水泥砂浆找平层(厚20mm,实际施工时往往超厚)在外界温度变化下的伸缩变形也能将外墙推裂。因为按现有的建筑构造定型节点图,砂浆找平层一直铺到女儿墙根部,不但不断开不留空隙而且在边端还要加厚,堆成三角形(便于做泛水)。找平层虽薄但在平面内还是有相当大的刚度,其上面的卷材防水层是没有隔热效果的,夏季阳光直接照射下找平层伸缩导致墙体开裂就不足为奇了。在顶盖与外墙存在一定温差下,导致两者温度变形不协调,产生墙体裂缝。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,使屋盖受压,墙体受拉、受剪。在房屋顶层两端受力最大,往往沿窗口对角线方向呈现八字裂缝,还会在顶盖标高处墙体产生水平裂缝(顶盖板推外墙),有女儿墙时,还会使女儿墙开裂或外倾。

2.砌块房屋的收缩变形分析

黏土砖是烧结而成的,成品干缩性极小,所以砖砌体房屋的收缩问题一般可不予考虑。但小型空心砌块则是混凝土拌合物经浇筑、振捣养生而成的,混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,其干缩量因材料和成型质量而异,并随时间增长而逐渐减小。

以普通混凝土砌块为例,在自然养护条件下,成型28d后,收缩趋于稳定,其干缩率为0.03%~0.035%,含水率在50%~60%左右,砌成砌体后,在正常使用条件下,含水率继续下降,可达10%左右,其干缩率为0.018%~0.07%左右,干缩率的大小与砌块上墙时含水率有关,也与温度有关。对于干缩已趋稳定的普通混凝土砌块砌体,如再次被浸湿后,会再次发生干缩,通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩,其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短,一般为15d左右。第二干缩的收缩率给为第一干缩的80%左右。

干缩裂缝形态一般有以下几种:其一是在墙体中部出现的阶梯形裂缝,其二是环块材周边灰缝的裂缝,其三在外墙多反映在窗下墙,出现竖向均匀裂缝,其四在山墙等大墙面由于收缩还会出现竖向、有的是水平向裂缝。收缩裂缝一般多表现在下部几层,这是由于墙面的收缩变形受基础及横墙的约束所致。有的砌块房屋山墙大墙面中间部位,出现了由底层一直伸到3、4层的竖向裂缝。

由于砌筑砂浆的强度等级不高,灰缝不饱满,干缩引起的裂缝往往呈发丝状而分散在灰缝隙中,清水墙时不易被发现,当有粉刷抹面时便显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大,且裂缝宽度较均匀。

砌块上墙时含水率较大,经过一段时间后,砌体含水率降低,便可能出现干缩裂缝。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即使已砌筑完工的砌体无干缩裂缝,但当砌块因某种原因再次被水浸湿后,出现第二干缩,砌体仍可能产生裂缝。

砌块的含湿量是影响干缩裂缝的主要因素,所以国外对砌块的含湿率(指与最大总吸水量的百分比)有较严格的规定。日本要求各种砌块的含水率均不超过40%。美国和加拿大等国,则根据使用砌块地区的温度环境和砌块线收缩系数≤0.03%时,对于高温环境允许的砌块含水率为45%,中湿为40%,干燥环境时要求含水率不大于35%。

二.防止墙体开裂的具体构造措施建议

1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂宜采取下列措施

(1)屋盖上设置保温层或隔热层。

(2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30M。

(3)当采用现浇混凝土挑檐的长度大于是12M时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20MM,缝内用弹性油膏嵌缝。

(4)建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体规范》GBJ3-88第5.3.2条规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30M。

2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一

2.1设置控制缝的位置

(1)在总后高度突然变化处设置竖向控制缝。

(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝。

(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝。

(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。

(5)竖向控制缝,对于3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1~2层和顶层墙体的上述位置设置。

(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位作成假缝,以控制可预料的裂缝。

(7)控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12MM,控制缝内应用弹性密封材料。

2.2控制缝的间距

(1)对有规则洞口外墙不大于6MM。

(2)对无洞墙体不大于8M及墙高的3倍。

(3)在转角部位,控制缝至墙转角距离不大于4.5M。

2.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防度、基础结构布置式、建筑平面、外形等,综合采用上述抗裂措施

结束语

砌体结构中温度、收缩裂缝的产生涉及砌块生产、房屋设计、施工质量等诸多方面,因此裂缝的防治也应从各个方面、诸多环节采取措施才能见效。

参考文献:

1砌体结构设计规范.GBJ3-88[S].

2文竹.住宅建筑构造破坏预防100例[M]哈尔滨.黑龙江科学技术出版社,2004.

3陈晓东.浅谈商品混凝土结构裂缝的控制[J].泰州职业技术学院学报,2004(2).

论文作者:陈强

论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期

论文发表时间:2017/11/22

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