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[摘 要]近几年,许多高层建筑主要为现浇钢筋混凝土框剪结构,并大量应用泵送混凝土。但是,采用泵送混凝土的现浇钢筋混凝土框架结构经常引起楼屋面板裂缝,并且成为较难克服的质量通病之一。因此,如何控制泵送混凝土楼板裂缝的产生,是当前建筑行业必须注意的重要问题。
[关键词]泵送混凝土 裂缝 控制
中图分类号:TU528.53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0189-01
本文结合在某小区工程中的工作实践,就泵送混凝土楼板裂缝产生的原因及防治进行探讨。哈尔滨某小区是建筑面积为16万m2的小区,为22栋现浇钢筋混凝土框架结构,其中7栋为高层现浇钢筋混凝土框剪结构,混凝土均采用商品混凝土。在施工中现浇板出现裂缝后,本文认真分析了产生裂缝的原因并提出防治措施,取得了较好的实践成效。
1 混凝土裂缝产生的原因
(1)泵送技术及工艺的要求是泵送混凝土裂缝产生的内在原因
粗骨料粒径偏小,使得水泥用量加大;粉煤灰的使用,使得粉状物的用量加大。混凝土入模后经过振捣,水泥、粉煤灰、细砂在浮力的作用下,悬浮在表面,随着水泥水化反应的进行,出现的收缩应力远远大于此时混凝土的抗裂强度,造成表面开裂,产生收缩裂缝。
减水剂及缓凝剂都有着延缓水泥水化物的生长速度的作用,虽然这种延缓作用可使水化物生长得更加充分、完善,但是却延长了混凝土的凝结时间,加大了混凝土拌合物在入模后的水分蒸发,产生干缩裂缝。
(2)施工质量意识淡薄、预控措施不力是裂缝产生的外在原因
混凝土振捣时间过长,石子下沉,表面会出现浮浆层,因而降低了楼板表面粗骨料含量,加大了收缩,导致混凝土表面出现网状裂缝。混凝土振捣后,未适时的搓毛,使硬化前形成的沉缩裂缝得不到及时愈合。混凝土浇筑后,表面不及时覆盖浇水养护,表面水分蒸发快,会产生干缩裂纹。板模板支撑不牢、刚度不足,会使混凝土板变形导致裂缝。预留洞口处板面负弯矩筋或洞口加筋绑扎不到位,会使板面产生裂缝。梁板结构支撑过早拆除或过早上荷载,会因混凝土强度不足使梁板产生裂缝。
(3)楼板水平结构的特点是产生裂缝的主观原因
楼板水平结构的最显著特点是其厚度远小于长度及宽度,裸露在空气中的表面积远大于其他结构。由此造成楼板在混凝土浇筑、凝结的过程中,水分的蒸发面积大,尤其是在高温、刮风、相对湿度小的天气下,混凝土表面的水分容易急剧蒸发,体积收缩大,而混凝土內部湿度变化较小,体积变化也较小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,产生干缩裂缝。
水平结构的上表面箍筋或分布筋处,混凝土保护层偏小,箍筋及分布筋处混凝土厚度小,且受钢筋的阻碍,沉降量小,而箍筋旁边的混凝土厚度大,沉降量大,由此造成箍筋及分布筋所在位置与其两侧的混凝土沉降不均匀,产生沉降裂缝。
冬季施工的水平结构,由于气温低,导致混凝土表面急剧的温度变化,从而产生较大的降温收缩,此时混凝土表面受到内部的约束,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,出现收缩裂缝。
2 防治裂缝技术措施
(1)施工过程工艺控制。
在哈尔滨某小区高层建筑施工中,笔者按照规范要求,加强了对施工过程工艺的控制,对防治裂缝也起到了积极有效的作用。
布料:在泵送出料口宜采用布料机施工作业,使混凝土布料均匀,避免卸料口粗细骨料级配不均现象,并防止一处集中堆料造成过振。
对钢筋的保护:首先在施工混凝土时要根据施工线路搭设临时施工通道,供施工人员行走,减少踩筋现象的发生;其次对于双层配筋、板面负筋位置增设直径大于8的钢筋马凳保护上下层位置;再次在楼板混凝土施工时安排钢筋工在混凝土浇筑时跟班作业,对施工过程中所破坏的钢筋进行整修,特别注意支座等容易产生裂缝位置钢筋的保护。
振捣:加强对施工管理的力度,严格防止漏振现象,同时振捣时振动棒移动间距宜为400mm左右,每次振捣时间一般10s~20s为宜,要快插慢拔,避免粗骨料下沉,混凝土表面砂浆层过厚,表面晚期产生裂缝。
收抹:采用二次收抹,第一遍找平收抹,第二遍在终凝时采用拍打收抹。收抹要适时,同时在收抹过程中严禁在混凝土面层上洒水。夏季尽量避开阳光曝晒时间,秋冬季避开大风天气,若遇到这种天气要做好混凝土养护工作,适时的用塑料布覆盖。
(2)优化设计
从结构方面分析最容易产生裂缝的部位是建筑四周阳角处及框架柱外露边角,笔者建议设计人员在楼板设计时考虑对房屋的阳角及跨度较大的楼面板,在柱角四周原附加钢筋上面,铺设L=1500mm,直径为6的辐射形钢筋,以减少柱角四周的裂缝。在管线设计时,楼板内不应预埋水管。当预埋其他管线时,应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴附近,并宜与钢筋斜交布置。管线布置应避免立体交叉,必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网、增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施,提高混凝土的抗拉强度。
(3)混凝土原材料配合比及生产的控制。
在某高层建筑施工中,笔者尤为重视混凝土原材料配合比及生产的控制,严格按规范操作。
水泥品种的选用和水泥用量的控制:选用低水化热的水泥品种能有效降低水化热、减少内外温差,实践证明应选用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同时在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量也是降低水化热、减少内外温差的有效途径之一。根据施工经验,水泥用量通常控制在350kg/m3~450kg/m3之间为宜。
骨料的选择:增大粗骨料的比例并保证粗骨料有良好的级配,泵送混凝土宜采用级配良好的中砂,根据混凝土强度选择合理的砂率,在保证混凝土流动性基础上可减少用水量和水泥用量,降低水化热,提高混凝土的抗裂性能。
掺合料和外加剂:在泵送混凝土中采用减水、分散功能的高效减水剂能提高混凝土的泵送性能,降低用水量和水泥用量,降低水化热,减少温度裂缝。
水灰比的控制:严格控制混凝土的水灰比是解决混凝土裂缝最有效途径之一。在混凝土配合比设计中,在水泥用量相同时尽量降低用水量、减小水灰比可减小混凝土的干缩。但为保证混凝土的泵送性能,水灰比不宜过小,通常控制在0.4~0.6之间,同时单方用水量控制在170kg/m3以内。
坍落度的控制:商品混凝土站生产时应考虑混凝土运输、停留时间、室外气温、施工高度等,计算坍落度的损失,确保施工时的坍落度。对于坍落度偏小而泵送有困难的混凝土,应改用塔吊辅助运输混凝土的办法,严禁采用掺水搅拌混凝土施工的方法,避免混凝土拌合物干稀不均。
(4)养护、保护。
笔者经过多项工程的实践发现,充分做好后期必要的养护、保护也是避免产生裂缝的重要措施。
早期养护:混凝土成型后,在覆盖保湿的基础上派专人浇水养护,提供良好的温度、湿度。有膨胀剂、粉煤灰时养护14d以上,无膨胀剂、粉煤灰时至少养护7d以上,确保混凝土强度正常增长。
成品保护:混凝土浇筑完后,待混凝土强度达到1.2N/mm2以后方可允许在混凝土表面进行放样作业;在进行钢筋、模板工程作业时,调运的材料应轻卸、轻放,控制和减小冲击振动力;吊放的施工材料严禁集中堆放;严格控制拆模时间,必须严格按规范要求待混凝土强度达到要求后方可拆模,避免因混凝土下沉变形而产生裂缝。
参考文献
[1] 杨国强.泵送混凝土常见的两个问题[J].建筑工人,2000(06).
[2] 刘欣,夏凌.泵送混凝土应用中出现技术问题探讨[J].新疆石油科技,2000(04).
[3] 陈奉梅,郑守疆.高温燥热气候下高强泵送混凝土的设计与施工[J].施工技术,2001(05).
[关键词]泵送混凝土 裂缝 控制
中图分类号:TU528.53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0189-01
本文结合在某小区工程中的工作实践,就泵送混凝土楼板裂缝产生的原因及防治进行探讨。哈尔滨某小区是建筑面积为16万m2的小区,为22栋现浇钢筋混凝土框架结构,其中7栋为高层现浇钢筋混凝土框剪结构,混凝土均采用商品混凝土。在施工中现浇板出现裂缝后,本文认真分析了产生裂缝的原因并提出防治措施,取得了较好的实践成效。
1 混凝土裂缝产生的原因
(1)泵送技术及工艺的要求是泵送混凝土裂缝产生的内在原因
粗骨料粒径偏小,使得水泥用量加大;粉煤灰的使用,使得粉状物的用量加大。混凝土入模后经过振捣,水泥、粉煤灰、细砂在浮力的作用下,悬浮在表面,随着水泥水化反应的进行,出现的收缩应力远远大于此时混凝土的抗裂强度,造成表面开裂,产生收缩裂缝。
减水剂及缓凝剂都有着延缓水泥水化物的生长速度的作用,虽然这种延缓作用可使水化物生长得更加充分、完善,但是却延长了混凝土的凝结时间,加大了混凝土拌合物在入模后的水分蒸发,产生干缩裂缝。
(2)施工质量意识淡薄、预控措施不力是裂缝产生的外在原因
混凝土振捣时间过长,石子下沉,表面会出现浮浆层,因而降低了楼板表面粗骨料含量,加大了收缩,导致混凝土表面出现网状裂缝。混凝土振捣后,未适时的搓毛,使硬化前形成的沉缩裂缝得不到及时愈合。混凝土浇筑后,表面不及时覆盖浇水养护,表面水分蒸发快,会产生干缩裂纹。板模板支撑不牢、刚度不足,会使混凝土板变形导致裂缝。预留洞口处板面负弯矩筋或洞口加筋绑扎不到位,会使板面产生裂缝。梁板结构支撑过早拆除或过早上荷载,会因混凝土强度不足使梁板产生裂缝。
(3)楼板水平结构的特点是产生裂缝的主观原因
楼板水平结构的最显著特点是其厚度远小于长度及宽度,裸露在空气中的表面积远大于其他结构。由此造成楼板在混凝土浇筑、凝结的过程中,水分的蒸发面积大,尤其是在高温、刮风、相对湿度小的天气下,混凝土表面的水分容易急剧蒸发,体积收缩大,而混凝土內部湿度变化较小,体积变化也较小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,产生干缩裂缝。
水平结构的上表面箍筋或分布筋处,混凝土保护层偏小,箍筋及分布筋处混凝土厚度小,且受钢筋的阻碍,沉降量小,而箍筋旁边的混凝土厚度大,沉降量大,由此造成箍筋及分布筋所在位置与其两侧的混凝土沉降不均匀,产生沉降裂缝。
冬季施工的水平结构,由于气温低,导致混凝土表面急剧的温度变化,从而产生较大的降温收缩,此时混凝土表面受到内部的约束,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,出现收缩裂缝。
2 防治裂缝技术措施
(1)施工过程工艺控制。
在哈尔滨某小区高层建筑施工中,笔者按照规范要求,加强了对施工过程工艺的控制,对防治裂缝也起到了积极有效的作用。
布料:在泵送出料口宜采用布料机施工作业,使混凝土布料均匀,避免卸料口粗细骨料级配不均现象,并防止一处集中堆料造成过振。
对钢筋的保护:首先在施工混凝土时要根据施工线路搭设临时施工通道,供施工人员行走,减少踩筋现象的发生;其次对于双层配筋、板面负筋位置增设直径大于8的钢筋马凳保护上下层位置;再次在楼板混凝土施工时安排钢筋工在混凝土浇筑时跟班作业,对施工过程中所破坏的钢筋进行整修,特别注意支座等容易产生裂缝位置钢筋的保护。
振捣:加强对施工管理的力度,严格防止漏振现象,同时振捣时振动棒移动间距宜为400mm左右,每次振捣时间一般10s~20s为宜,要快插慢拔,避免粗骨料下沉,混凝土表面砂浆层过厚,表面晚期产生裂缝。
收抹:采用二次收抹,第一遍找平收抹,第二遍在终凝时采用拍打收抹。收抹要适时,同时在收抹过程中严禁在混凝土面层上洒水。夏季尽量避开阳光曝晒时间,秋冬季避开大风天气,若遇到这种天气要做好混凝土养护工作,适时的用塑料布覆盖。
(2)优化设计
从结构方面分析最容易产生裂缝的部位是建筑四周阳角处及框架柱外露边角,笔者建议设计人员在楼板设计时考虑对房屋的阳角及跨度较大的楼面板,在柱角四周原附加钢筋上面,铺设L=1500mm,直径为6的辐射形钢筋,以减少柱角四周的裂缝。在管线设计时,楼板内不应预埋水管。当预埋其他管线时,应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴附近,并宜与钢筋斜交布置。管线布置应避免立体交叉,必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网、增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施,提高混凝土的抗拉强度。
(3)混凝土原材料配合比及生产的控制。
在某高层建筑施工中,笔者尤为重视混凝土原材料配合比及生产的控制,严格按规范操作。
水泥品种的选用和水泥用量的控制:选用低水化热的水泥品种能有效降低水化热、减少内外温差,实践证明应选用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同时在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量也是降低水化热、减少内外温差的有效途径之一。根据施工经验,水泥用量通常控制在350kg/m3~450kg/m3之间为宜。
骨料的选择:增大粗骨料的比例并保证粗骨料有良好的级配,泵送混凝土宜采用级配良好的中砂,根据混凝土强度选择合理的砂率,在保证混凝土流动性基础上可减少用水量和水泥用量,降低水化热,提高混凝土的抗裂性能。
掺合料和外加剂:在泵送混凝土中采用减水、分散功能的高效减水剂能提高混凝土的泵送性能,降低用水量和水泥用量,降低水化热,减少温度裂缝。
水灰比的控制:严格控制混凝土的水灰比是解决混凝土裂缝最有效途径之一。在混凝土配合比设计中,在水泥用量相同时尽量降低用水量、减小水灰比可减小混凝土的干缩。但为保证混凝土的泵送性能,水灰比不宜过小,通常控制在0.4~0.6之间,同时单方用水量控制在170kg/m3以内。
坍落度的控制:商品混凝土站生产时应考虑混凝土运输、停留时间、室外气温、施工高度等,计算坍落度的损失,确保施工时的坍落度。对于坍落度偏小而泵送有困难的混凝土,应改用塔吊辅助运输混凝土的办法,严禁采用掺水搅拌混凝土施工的方法,避免混凝土拌合物干稀不均。
(4)养护、保护。
笔者经过多项工程的实践发现,充分做好后期必要的养护、保护也是避免产生裂缝的重要措施。
早期养护:混凝土成型后,在覆盖保湿的基础上派专人浇水养护,提供良好的温度、湿度。有膨胀剂、粉煤灰时养护14d以上,无膨胀剂、粉煤灰时至少养护7d以上,确保混凝土强度正常增长。
成品保护:混凝土浇筑完后,待混凝土强度达到1.2N/mm2以后方可允许在混凝土表面进行放样作业;在进行钢筋、模板工程作业时,调运的材料应轻卸、轻放,控制和减小冲击振动力;吊放的施工材料严禁集中堆放;严格控制拆模时间,必须严格按规范要求待混凝土强度达到要求后方可拆模,避免因混凝土下沉变形而产生裂缝。
参考文献
[1] 杨国强.泵送混凝土常见的两个问题[J].建筑工人,2000(06).
[2] 刘欣,夏凌.泵送混凝土应用中出现技术问题探讨[J].新疆石油科技,2000(04).
[3] 陈奉梅,郑守疆.高温燥热气候下高强泵送混凝土的设计与施工[J].施工技术,2001(05).