崔慶怡:綜合措施控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫方能見效
陜西省建筑科學(xué)研究院崔慶怡教授
在9月6日舉行的“福田雷薩”2012混凝土行業(yè)高峰論壇上,陜西省建筑科學(xué)研究院崔慶怡教授做了《施工階段混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制》技術(shù)報告,通過分析西北地區(qū)幾類常見典型的鋼筋混凝土工程結(jié)構(gòu)在施工階段出現(xiàn)的裂縫,針對不同的氣候條件,從混凝土材料到施工方法提出了改進(jìn)設(shè)計的建議,力求實(shí)現(xiàn)施工階段混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的有效控制。
1 鋼筋混凝土墻體的裂縫控制
在建筑工程中常見的墻體結(jié)構(gòu)高厚比為1/15~1/8,主要結(jié)構(gòu)形式有高層建筑地下室土墻擋土墻和剪力墻的墻體;筒中筒結(jié)構(gòu)的筒身墻體;涵洞隧道的墻體等工程結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度等級常為C30~C50,墻體混凝土內(nèi)分布雙排雙向鋼筋,模板體系常用木模板或鋼模板,用穿墻螺栓固定模板,混凝土通過泵管下料,振搗密實(shí),混凝土凝結(jié)硬化,經(jīng)保溫保濕養(yǎng)護(hù)后,脫模形成混凝土墻體結(jié)構(gòu)。
在施工過程中,墻體時常會看到各種不同類型的裂縫造成滲漏和鋼筋銹蝕,嚴(yán)重影響工程的正常使用和建筑工程壽命,即使裂縫并未穿透墻體,也會影響結(jié)構(gòu)的長期性和耐久性,必須要妥善處理,以確保工程質(zhì)量。
1.1垂直地面的裂縫
混凝土墻體出現(xiàn)垂直地面的裂縫,主要是由于墻體內(nèi)外的溫差和降溫速率所產(chǎn)生應(yīng)力所致。裂縫基本垂直向下,中間寬兩端漸細(xì)直至消失。裂縫出現(xiàn)時間通常在脫模后即可看到,也可能隔數(shù)日或更長時間才發(fā)現(xiàn)。相鄰裂縫之間的距離2~4m,當(dāng)墻兩側(cè)外露在大氣環(huán)境中,墻體內(nèi)外裂縫呈對稱分布,裂縫寬度大于0.3mm時,將貫穿300~400mm厚的墻體。
為了預(yù)防墻體產(chǎn)生垂直地面的裂縫,在可能條件下,應(yīng)降低墻體混凝土的強(qiáng)度等級;控制膠凝材料總量,水膠比和膠骨比。采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰或磨細(xì)礦渣,降低單方混凝土發(fā)熱量。在地下工程中,可利用60天或90天標(biāo)養(yǎng)評定混凝土抗壓強(qiáng)度。采用細(xì)而密的墻體構(gòu)造鋼筋,高強(qiáng)度等級混凝土墻體宜加入有機(jī)纖維或增加鐵絲網(wǎng)片,增強(qiáng)混凝土抗裂性能。墻體施工時,根據(jù)當(dāng)時的氣溫,混凝土配合比,拌合物溫度及墻體厚度估算墻體中心最高溫度,確定對鋼模板或木模板是否需要采取保溫措施。并特別注意外墻迎風(fēng)面的保溫措施。適當(dāng)推遲脫模時間。
1.2水平裂縫
水平裂縫的形成是由于泵送混凝土連續(xù)澆注入模,分層振搗不夠,混凝土終凝前發(fā)生下沉,造成拉裂?;炷翝沧⑦^程中,拌合物供應(yīng)不及時,形成水平施工冷縫。隧道基層有水滲出,混凝土拌合物不能連續(xù)供應(yīng)時,施工面積水,局部水灰比偏大,形成不密實(shí)區(qū),滲出水量較小時,混凝土表面會集聚白色沉淀物。裂縫走向基本水平;長度不等,數(shù)米到十多米;寬度0.1~0.5mm;分布高度在1~3m;素混凝土隧道襯砌墻體常見;有時有滲水或白色沉淀物痕跡。
為了有效的防止墻體水平裂縫的產(chǎn)生,澆注混凝土?xí)r應(yīng)移動下料,使料面均勻上升,分層振搗,盡量不留施工縫,對連續(xù)澆注高度超過3m時,應(yīng)留有等待時間,讓墻體內(nèi)拌合物充分均勻沉降。在隧道襯砌混凝土墻體時,若洞壁有滲水,應(yīng)采取隔水排水措施后再進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。
2 鋼筋混凝土板裂縫控制
地圖狀組合裂縫[Page]
有交匯點(diǎn)的組合裂縫
鋼筋混凝土板一般厚度為80mm~200mm,強(qiáng)度等級為C25~C40,板內(nèi)鋼筋常設(shè)計為雙排雙向均布鋼筋或板四周為雙排雙向板中為單層鋼筋(扁擔(dān)筋)。產(chǎn)生的裂縫尺寸不等,當(dāng)寬度大于0.2mm時就會滲水,出現(xiàn)時間均在澆注混凝土完成數(shù)小時至一二日內(nèi)。模板系統(tǒng)支承剛度不足;泵送混凝土外加劑入量較大;混凝土澆注時,振動棒長時間與鋼筋網(wǎng)接觸會造成混凝土板產(chǎn)生裂縫。
在混凝土板施工過程中,應(yīng)重視加強(qiáng)模板系統(tǒng)支撐剛度。方木楞間隔不大于300mm,樓板預(yù)留孔模板下應(yīng)有支撐。在夏季及干旱有風(fēng)的白天,混凝土拌合物澆注振搗抹面達(dá)到標(biāo)高后一小時內(nèi)貼面覆蓋塑料薄膜,防止水分蒸發(fā)。嚴(yán)格控制新澆筑混凝土樓板上堆重物,防止早期超載,重物下應(yīng)加墊木板加大接觸面?;炷涟韬衔锝K凝前,對已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行二次抹面消除裂縫;對已處理過裂縫的樓板應(yīng)作澆水滲漏檢查,如還有漏水點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)處理,直至不漏為止。對有預(yù)埋穿線管的樓板,在澆筑前應(yīng)檢查穿線管位置距底模板大于20mm,并予以固定,保證混凝土拌合物順利流淌,密實(shí)。
3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制
型鋼混凝土組合厚墻2.5m(C60)
在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程中會產(chǎn)生溫差應(yīng)力裂縫、塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫、順筋裂縫。主要是由于大體積混凝土表里溫差過大,終凝前內(nèi)部水分急劇蒸發(fā),終凝后表面未能及時覆蓋保持濕潤,終凝前鋼筋受到震動,混凝土拌合物重新液化,鋼筋周圍水分蒸發(fā)形成的。
對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)形成的裂縫,主要采取以下控制措施:
(1)根據(jù)施工季節(jié)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對原材料和配合比控制;合理采用保溫保濕綜合措施控制混凝土內(nèi)外溫差和降溫速率;
?。?)盡量減少振動棒與鋼筋接觸時間;
?。?)及時、嚴(yán)密,全面覆蓋所料薄膜,保持混凝土表面濕潤7天-14天。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成原因十分復(fù)雜,往往是多個因素共同作用,因此必須采取綜合措施方能見效。裂縫成因防治涉及設(shè)計,材料,施工,氣候等多學(xué)科知識,需要各方面技術(shù)人員擴(kuò)展各自知識領(lǐng)域,才能提出可行的實(shí)施方案;裂縫的評價必須根據(jù)其所處的環(huán)境類別確定是否有害采取相應(yīng)措施,在保證工程質(zhì)量的前提下經(jīng)濟(jì)合理的處理混凝土裂縫缺陷。
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