商品混凝土施工裂缝原因分析及控制.pdf

广东土木与建筑 GUANGDONGARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2006年12月 第12期 DEC 2006 No.12 1 前言 商品混凝土是非金属复合材料, 使用商品混凝 土施工的工程中最为常见的是裂缝问题,尤其是表 面系数大的板、墙以及大体积混凝土施工工艺不良 等原因造成的商品混凝土裂缝问题, 引起了许多不 必要的纠纷,其实有些早期裂缝如能尽早发现和处 理,是不会影响构件的外观及使用的。商品混凝土在 成型后受到温度、湿度等环境条件的影响,会形成肉 眼不可见的微细裂缝, 由于其组成材料和微观构造 的不同以及受环境影响的不同, 商品混凝土产生裂 缝的原因也较为复杂。 2 裂缝的主要成因 2.1 混凝土塑性收缩裂缝 这类裂缝是混凝土浇注后仍处于塑性状态时, 由于表面水分蒸发过快而产生的, 它们多在表面出 现, 形状不规则, 长短宽窄不一, 呈鱼裂状, 深度一般 不超过50mm,但在薄板结构中如商品混凝土中掺 有含泥量大的粉砂则可能被穿透。其主要原因是混 凝土浇注后约3h 4h内未覆盖其表面, 特别是平板 结构在炎热或大风天气中混凝土表面水分蒸发过 快,或是被基础或模板迅速吸水,以及混凝土本身的 水化热高等, 造成混凝土急剧收缩, 此时混凝土强度 趋近于零, 无法抵抗这种变形应力而导致开裂。 混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快, 塑性收 缩裂缝就越易产生,商品混凝土由于满足可泵性和 流动性, 出机时其塌落度和砂率比普通混凝土大得 多。夏季施工中及大体积混凝土中掺加缓凝剂, 早 期强度低, 故其水分特别容易散失而形成表面裂缝。 一般的塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝都属于非 结构性裂缝,对结构性能影响不大,GB 50164混凝 土质量控制标准 中也有明确规定。塑性沉降和收 缩有时没有明显区别交织在一起, 混凝土所有原材 料质量有一定影响,但不起决定作用。我们曾遇到 一个工程在浇板过程中,正值8月酷暑季节,混凝土 浇筑几个小时后就开始出现裂缝, 后来我们建议对 未终凝部分进行二次抹光, 于是裂缝消失, 但已终凝 的部分裂缝大部分已穿透板面并呈龟裂状,傍晚浇 注的混凝土通过调整配合比和去除掺用的细砂,就 未再发现裂缝。此外即使合比及原材料相同, 裂缝 情况也不相同, 说明施工工艺与环境条件对混凝土 非结构性裂缝起着决定性作用。 2.2 混凝土塑性沉降裂缝 混凝土浇注时, 由于振动棒和重力的作用, 骨料 下沉, 水泥浆上升, 这种沉降直到混凝土硬化时才会 停止。当这种塑性沉降受到模板、钢筋及预埋件的 抑制(或模板沉陷、移动)时就会出现裂缝,它们大多 出现在混凝土浇注后0.5h 3h之间, 混凝土尚处于 塑性状态、 表面消失水光时立即产生, 其走向为沿梁 及板上面钢筋走向,主要是混凝土塌落度大、沉陷过 大所致。另外在施工过程中, 如模板绑扎得不好, 模 板沉陷或移动也会出现此类裂缝。 2.3混凝土养护 对泵送混凝土顶板的养护习惯采取二次收面或 薄膜养护的方法, 但实践证明在南方春秋季节或在 气温较高、 湿度相对较低的地区, 只靠对混凝土表面 搓毛或仅采取薄膜养护是不足够的, 混凝土表面仍 会产生许多不规则的收缩裂缝,当泵送混凝土凝结 时间相对较长, 气温较高, 湿度较小, 风进较大时, 混 凝土拌合物的表面失水较快, 会在收缩应力作用下 产生许多干燥裂缝。在这种情况下, 进行二次三次 商 品 混 凝 土 施 工 裂 缝 原 因 分 析 及 控 制 冯 洲 1 郑永明 2 郭小剑 2 (1、 深圳市宝安区建设局深圳518101;2、 深圳市宝安区工程质量监督检验站深圳518101) 摘要: 随着泵送商品混凝土的广泛应用, 混凝土的均质性得到了很大改善, 但裂缝控制技术难度也逐渐增大, 本 文在大量工程实践和现场实验研究的基础上, 探讨裂缝产生的原因,并提出设计和施工中的裂缝控制建议和方法。 关键词:商品混凝土;裂缝原因;裂缝控制 84 冯 洲等:商品混凝土施工裂缝原因分析及控制 DEC 2006No.122006年12月 第12期 搓毛、 压面, 也仅能弥合部分裂缝, 相反有时还会增 大裂缝的宽度和深度,只采取薄膜养护,当气温较高 时,局部悬鼓薄膜下面形成了高温层,混凝土拌合物 的水分蒸发很快, 造成混凝土表面失水, 也会导致混 凝土表面产生许多干缩裂缝。 3 商品混凝土裂缝控制 商品混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有 害程度是可以控制的,其界限由结构使用功能决定。 裂缝控制的主要方法是通过设计、 施工、 材料等方面 综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。 3.1 设计中采取适当的构造措施可减少裂缝。对于 设计人员来说,应合理选择结构形式,降低结构约束 程度, 对水平构件梁、 板、 墙等采用中低强度级混凝 土, 加强构造配筋, 如板顶部的受压区连续配筋, 板 的阳角及阴角配置放射筋,梁腰筋间距200mm,对 于地下钢筋混凝土,选筋时尽可能选用直径较小、间 距较密的钢筋。 3.2塑性收缩裂缝的预防措施是施工方在浇注混 凝土后要及时覆盖养护,提高环境湿度,商品混凝土 在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落 度, 降低砂率, 严格控制骨料的含泥量, 掺加粉煤灰 等混合材, 如出现裂缝则在混凝土终凝前进行二次 抹光和洒水覆盖养护。 3.3 塑性沉降裂缝的预防措施是在满足泵送和施 工的前提下尽可能减小混凝土坍落度, 施工过程中 应经常观察模板的位移和混凝土浇捣密实情况, 不 得漏振、过振,且在第一次振捣间隔2 3cm后进行 二次复振。如产生裂缝则在混凝土终凝前将裂面用 木抹子重新抹平搓毛, 可使裂缝封闭。 3.4选择适宜的原材料, 优化配合比, 商品混凝土 中掺入一定数量的优质粉煤灰后,不但能代替部分 水泥, 且由于粉煤灰颗粒呈球状, 具有滚珠效应, 起 到润滑作用,可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚 性、和易性,提高可泵性,使用高效减水剂,降低单方 用水量, 并适当采用偏粗中砂。 3.5 在满足强度的条件下尽可能减少用水量,不用 矿渣水泥以利于降低泌水量,改善施工混凝土构件 的外界条件, 防止混凝土成型后在烈日下暴晒, 应加 设临时遮阳棚或挡风墙, 以降低混凝土表面的温度 和风速。施工时尽量缩短浇筑与养护的时间差,及 时覆盖塑料薄膜,压盖湿润麻袋或草毡并洒水养护。 4结束语 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它 的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物 的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀和混凝土的碳 化等,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力, 钢筋混凝土的裂缝问题还是一个涉及到材料、施工、 设计等各方面的问题。因此, 商品混凝土的裂缝控 制, 需要各方面对其有足够的重视, 对裂缝进行仔细 研究和区别对待,采用合理方法进行预防和控制,并 在施工中采取各种有效预防措施来防止裂缝的出现 和发展, 保证建筑物和构件安全、 稳定地工作。 参考文献 1 本书编写组.建筑施工手册( 第四版) 缩印本M.北京: 中国建筑工业出版社,2003 2 王铁梦.工程结构裂缝控制M.北京: 中国建筑工业出 版社,1997 3马清浩.混凝土加剂 及建筑防水材料应 用指南M.北 京:中国建材工业出版社,1998.7 4 曹文达, 曹栎.建筑工程材料M.北京: 金盾出版社,2000 ! 经实测,本工程大跨度屋面梁的实际最大挠度为 4.5cm,由此可见上述措施的作用是明显和有效的。 施工过程中对钢筋混凝土构件裂缝的控制主要 有两个方面, 即对钢筋保护层的控制和对混凝土的 控制。本工程中对钢筋保护层的控制主要是箍筋尺 寸精确度及绑扎质量,混凝土质量控制则采取控制 坍落度、 降低水灰比、 降低混凝土入模温度和延迟拆 模时间来保温并密闭混凝土内自由水份的方法, 通 过以上措施有效地防止了大梁混凝土收缩裂缝及温 度裂缝的产生。 总之, 在施工过程中严格按规范和技术标准科 学组织施工, 严格做好其事前、 事中、 事后三个阶段 的控制,并着重进行过程控制,就能够克服高支模、 大跨度结构所带来的施工困难,同时充分发挥其高 净空、 大跨度极限空间的优点, 为社会提供更优质的 建筑产品。 (上接第47页) 49