现浇泵送混凝土楼板裂缝的分析及预防控制措施

所属栏目:矿业论文 发布日期:2010-08-25 14:57 热度:

  摘要:介绍了泵送混凝土楼板裂缝产生的原因分析,以及为避免这些裂缝相应的预防和控制措施。
  关键词:泵送混凝土,楼板裂缝,原因分析,预防及控制措施
  一、引言部分
  泵送混凝土多为商品混凝土,在20世纪80年代出现于我国,其出现大大提高了劳动生产率,节约了水泥用量,是建筑施工上的一大重要变革。但现浇住宅楼楼板随之而出现的开裂问题为工程界普遍关注,此亦是房屋销售过程中的问题之重。关于楼板开裂的问题,原因是复杂多样的,有设计、施工、预拌混凝土自身的原因等,就泵送混凝土的有些问题,如不能正确认识,处理不当,一定会成为现浇混凝土楼板开裂的诱因,加之设计欠缺以及不正当的施工必会加重楼板的开裂。现着重论述泵送混凝土的前期开裂问题。
  二、泵送混凝土裂缝产生原因分析
  泵送混凝土要求有良好的工作性,较大的流动性和较好的和易性。良好的混凝土和易性是防止混凝土泌水、离析,保证正常泵送所必须的。流动性的大小主要表现在对水灰比和坍落度有较高要求。众所周知,提高用水量可以加大混凝土的流动性,但由于水灰比的限制,所以同时必须提高水泥用量。而实际水泥完全水化所需水量约为水泥重量的24%,尚有约水泥重量18%的水被限制在胶凝孔中不能参与水化,故实际所需的总水量约为水泥重的42%.泵送混凝土为保证流动性,实际用水必须远远高于此值,以满足必要的坍落度需要。但伴随而来的高水化热,硬结速度快,多余水分蒸发后在混凝土内部留下过多的孔隙,降低了混凝土的质量,增大了收缩量。当收缩变形超过水泥石的抗拉变形,混凝土就会开裂。可见用提高水灰比的办法保持高坍落度满足可泵性要求,存在不少弊端。
  改善泵送混凝土的工作性,降低水灰比又要保持混凝土的质量,目前采用的有效办法是添加化学外加剂以及矿物掺合料。
  通常所用的化学外加剂为减水剂,其目的在于降低用水量从而降低水灰比,增大坍落度,改善混凝土的可泵性,同时也节约水泥用量,提高混凝土的流动性,是混凝土技术上的重大进步。掺加化学外加剂过程中,因混凝土流动性大,或因所用外加剂品种不当,或因用量控制不准,或投放的工艺欠缺等问题,都可引发混凝土质量的诸多问题。这就需要引起现场施工人员的充分注意,严格控制泵送混凝土进场质量,减少混凝土楼板的裂缝、开裂问题的发生、发展。
  使用减水剂,泵送混凝土的坍落度大为提高,可达160-200mm以上,可保证混凝土质量。但随时间推移,混凝土坍落度损失很快,经统计,拌合后平均0.3h坍落度损失约20%-30%,温度越高、坍落度越大,损失就越大。加入缓凝的减水剂,如果用量稍多,又将影响混凝土凝结,甚至于不凝;有时会出现因坍落度过大,和易性较差或其他原因造成水泥砂浆流失,使混凝土粗细集料分离出现离析泌水现象。在施工现场会经常遇到,因流动性过大,引起骨料下沉,形成分层,造成上下部位混凝土质量不一,上层砂浆细料增多,表层混凝土抗拉强度下降,容易开裂。
  沉降收缩裂缝是泵送大流动性混凝土专有的。该裂缝产生于混凝土浇筑初期,尚处于塑性阶段,快则几十分钟,慢则1-2小时,通常沿钢筋部位产生于上表面,有明显的规律。沉降裂缝的产生不是必然的,主要因为混凝土流动性过大,粗细骨料与水泥浆相对沉降不同,沉降受到钢筋等约束,或外用促凝剂,又值高温季节,硬结过快,模板等稍有变形引起开裂。混凝土在浇筑初期还有一种塑性裂缝,泵送混凝土往往上表面有一薄泌水层,尤以在高温干燥大风天气,当表面水蒸发快于泌水上升速率,形成负压造成毛细孔水蒸发加快,当达到0.5kg/(m2.h)时,混凝土表面因失水收缩,以至于开裂。为了降低温度,减少水分散失,浇筑前湿润钢筋、模板并防漏就十分重要了。
  混凝土楼板的裂缝大部分可以控制,并非必然会产生,对泵送混凝土楼板的裂缝也可以人为控制。懂得以上一些特点,对于控制裂缝有一定的指导意义。
  三、泵送混凝土现浇楼板裂缝预防及控制
  塑性裂缝,包含塑性收缩裂缝和沉降裂缝,均产生于泵送混凝土浇筑的初期,只要防范得当可以不产生,若已产生只要发现及时、处理得当亦无危害。如果不加处理任其发展,加之其他原因可形成贯通裂缝,必将影响混凝土的抗渗性和耐久性。
  (一)塑性收缩裂缝的预防
  首先应保证泵送混凝土的质量,入模前应对混凝土的坍落度进行现场抽查,保证坍落度符合设计要求;混凝土运输车不得随意加水,尤其对掺加粉煤灰和使用火山灰水泥的泵送混凝土,更要引起注意,因其坍落度损失尤为敏感;不使用分层、泌水离析的混凝土,同时注意防止混凝土早凝出现沉降裂缝。如缓凝剂使用不当,引起凝结时间延缓,甚至长期不凝,应重新浇筑混凝土;夏季高温、干燥、大风天气浇筑混凝土时尽量避开中午高温段,充分利用早、晚低温段。风大时应采用挡风措施,降低风速,降低表面水分蒸发速率;在施工过程中应及时检查有无出现塑性裂缝,一旦出现裂缝,应立即进行二次抹压或二次振捣,但不要过振防止分层,抹压也不要使面层过于密实,防止毛细孔蒸发加重;振捣时间应适当延长一点,充分排出多余水分和空气,减少和减小混凝土内部孔隙以降低混凝土收缩量;浇筑完毕应立即对混凝土表面进行防蒸发处理,铺放塑料布最简单有效,但应压好周边防止被风掀起。目前最有效的措施是水湿养护,覆盖防水布或喷雾直至终凝正常养护为止。
  (二)沉降裂缝预防
  在满足可泵性的条件下,适当减小水灰比和坍落度,使流动性适宜,降低运输、浇筑振捣过程骨料因颗粒大小密度不同造成的差异沉降;施工条件允许可适当加入缓凝剂以延长凝结时间,以适应模板等沉陷引起开裂;坡屋顶,坡面较陡,对大流动性的泵送混凝土,在重力作用下更易向下流淌,造成泵送混凝土大粒径流动快,表面层流动快于底层,很容易形成离析,出现沉降不均的差异开裂,尤以靠近坡屋顶屋脊两侧为严重。浇筑坡层顶速度可适当放慢,用木抹将向下流淌的细骨料拌合物向上赶推,适当拍打使其加速下沉,减少离析,防止开裂。防蒸发布的铺设应紧跟浇筑,硬结后的正常养护亦应重视,不要认为有防水层而忽视使屋面板开裂。
  混凝土达到终凝以后正常水湿养护,是保证混凝土质量防止后期开裂所必须的。真正参与水泥水化的用水量约在水泥重的24%左右,另外18%的水因物理吸附在胶凝孔不能参与水化。当水灰比低于0.42,水泥不能进行完全水化,当混凝土的湿度低于80%左右,水化作用就停止,从而降低了混凝土的强度,增加收缩量,使开裂加重,加上化学收缩、干缩、碳化收缩,裂缝会更加严重。加强养护,补充水份,保持混凝土表面湿润,是非常必要的。一旦出现沉降裂缝应立即进行二次、三次抹压或重新振捣。
  (三)泵送混凝土浇筑后由施工荷载引起裂缝的预防
  由施工荷载产生的混凝土板裂缝是各种裂缝中常见的一种,而且危害极大。因多产生在混凝土硬化的初期,混凝土强度较低的阶段,以及其不可逆性,对混凝土质量极具危害性。但是施工技术措施正确,施工工艺得当,又是可以防止的。
  究其原因,一是抢工期,在混凝土强度未达到规范要求,即进行吊装施工。如一些砖混结构,上午浇筑混凝土楼板,下午就放线、吊装、砌筑墙体;二是模板准备不够,按说应有三层或四层模板,若4天一层,拆模时在12-16天左右是适宜的,有准备两层,也有准备一层,循环不开,4天就拆模开始新一层施工。混凝土仍是处于低强度阶段。
  避免因施工荷载作用产生混凝土板裂缝,其预防措施如下:
  1.吊物应轻轻降落,当吊物不是以零速度落于混凝土板或模板,其瞬间作用可增大7倍左右,其对新生混凝土的破坏是巨大的,所以一定要控制重物下落速度,不使其产生碰撞效应。
  2.吊起的砖垛要分散摆放,不要集中于板的中部。
  3.支模材料的吊运要轻落轻放,因浇筑不久的混凝土难以负重,局部容易开裂。
  4.钢筋的吊运,起重不要太大,尽量分小捆,且要摆放整齐,不要有突出物,吊点应放于中点,下落时应轻放,减少冲击,缩小动效应。
  (四)其他原因
  1.板角450裂缝是诸多引起混凝土楼板开裂的原因中最常见也是危害较大的。由于出现时间是客户验收购房阶段,裂缝宽度多在0.2-0.3mm以上,多是上下贯通,所以也是房屋销售争议较多的一类。此裂缝为温度应力、收缩作用的结果。因目前设计无明确方法判断,也无规范计算方法,多半靠设计者经验。有时无放设钢筋,或钢筋数量不足、长度不够而产生裂缝。由于楼板与周围砖墙在温度应力作用而沿板边产生互相垂直的水平剪力,二者共同作用产生450的主拉应力,当主拉应力大于混凝土的极限拉应力,楼板即开裂,加之收缩变形,致使开裂加重。
  预防措施:尤以楼房端部房间,阳角处应设双层密而细的钢筋,并附加一定长度的放射性钢筋。图纸会审时应对此予以充分注意,并及时提请设计者合理解决。
  2.模板不稳引起的裂缝,本文主要为泵送混凝土浇筑前期,混凝土强度较低阶段的裂缝问题,所以模板支承问题尤为重要。模板支承体系均应满足强度、刚度和稳定要求,并有计算确定。
  3.PVC穿线管应放于两层钢筋之间,适当固定;两层管避免上下交错,更不要三层管交叉;凡遇有PVC管交叉时应采用接线盒。
  四、总结部分
  以上所讲的各种原因引起的开裂,仅仅是一部分,主要是在施工阶段泵送混凝土硬化初期出现的各种楼板裂缝情况及相应的预防和控制措施,是我多年工作过程中所遇到并总结的。这些裂缝在随后出现的混凝土干缩、化学收缩、温度收缩、碳化作用等变形的作用下,还会有所增大。
  

文章标题:现浇泵送混凝土楼板裂缝的分析及预防控制措施

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