房屋建筑工程溫度裂縫成因及防治

黃聯(lián)大

摘要 房屋建筑施工過程中,常常會出現(xiàn)裂縫問題,這種裂縫分為荷載裂縫和變形裂縫。變形裂縫中的溫度裂縫是最常見、最復(fù)雜、最難以避免的。盡管施工期采取一些措施,但裂縫現(xiàn)象仍時有發(fā)生。因此,本文著重論述了變形裂縫中溫度裂縫的成因、修復(fù)方法及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞 房屋建筑;溫度;裂縫;防治

中圖分類號 TU746 文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1674-6708(2009)10-0076-02

多年來,在民用建筑領(lǐng)域里,有一個相當(dāng)普遍的質(zhì)量問題,就是房屋溫度裂縫問題。裂縫的產(chǎn)生既影響結(jié)構(gòu)的安全性,又影響結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性,給人們增加不必要的恐懼感。裂縫的存在是材料本身固有的物理特性,任何結(jié)構(gòu)物的裂縫都是不可避免的,房屋建筑工程也是如此。

在房屋建筑工程裂縫中,按成因可分為兩大類:荷載裂縫和變形裂縫。而真正由荷載引起的裂縫的幾率約占20%左右,而變形變化或主要由變形變化引起的裂縫卻占80%以上。在這種變形裂縫中,溫度裂縫是最常見、最復(fù)雜、最難以避免的,因此,對溫度裂縫進行分析,探究其產(chǎn)生的原因是很有必要的。

1 溫度裂縫產(chǎn)生的特征

溫度裂縫是從頂部開始,越往下層裂縫越輕。房屋長高比越大,裂縫越重;條式房屋的中間單元裂縫輕,兩端部單元裂縫較重。整體上看,房屋內(nèi)部墻體比外部墻體裂縫重,而內(nèi)橫墻裂縫較輕,內(nèi)縱墻裂縫較重。從施工角度看,夏天施工時的裂縫輕,冬天施工裂縫重。

2 溫度裂縫經(jīng)常出現(xiàn)部位

1)水平裂縫

在鋼筋混凝土屋蓋與砌體結(jié)構(gòu)交接處的水平裂縫,它常表現(xiàn)為兩端較多而明顯,中間較少且不明顯,特別是外墻更是如此,在一些無構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)的舊建筑物中,可看到山墻與外墻貫通成包角水平縫。

2)斜向裂縫

(1)墻體斜裂縫,多發(fā)生在頂層的內(nèi)外墻,一般位于該層兩端一至二開間內(nèi)。兩端有窗戶時,裂縫一般通過窗的兩對角,裂縫通常中間寬兩端細;

(2)樓板斜裂縫,在頂層鋼筋混凝土樓板上也時有發(fā)生,一般位于建筑的4個端角板塊上。

3)豎向裂縫

多出現(xiàn)于磚混結(jié)構(gòu)建筑物的內(nèi)外縱墻沿門窗洞口處,及框架結(jié)構(gòu)中填充墻與框架邊柱交接處。

3 溫度裂縫產(chǎn)生的機理

外界溫度變化使組成房屋建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生脹縮變形,當(dāng)這種變形受到其它構(gòu)件的約束時,就會在構(gòu)件內(nèi)部或相互約束的不同材料構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過構(gòu)件材料的強度極限時,就產(chǎn)生了溫度裂縫。

在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間,線膨脹系數(shù)差異較大,通?；炷廖菝姘宓木€膨脹系數(shù)a1=10×10-6,砌體的線膨脹系數(shù)a2=5×10-6。當(dāng)兩者以相同的溫差升降時,由于線脹系數(shù)不同,在接觸面上將產(chǎn)生相對位移,而這種位移受到限制,則產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于屋面受到陽光的直射,通常屋面板的溫度總是高于墻體的溫度變化,使得這種剪應(yīng)力更大。當(dāng)膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力大于砌體的抗拉強度ftk時墻體就產(chǎn)生斜向溫度裂縫。當(dāng)溫度應(yīng)力超過墻體的抗剪強度fv時墻體就產(chǎn)生水平溫度裂縫。由于應(yīng)力集中的原因,就在門窗洞口四角產(chǎn)生豎向及斜向裂縫。而樓板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁受熱膨脹產(chǎn)生推力作用于端角樓板上,超過混凝土的抗拉能力,產(chǎn)生了斜裂縫。

4 溫度裂縫產(chǎn)生的規(guī)律

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)溫度裂縫有以下規(guī)律:

1)屋面板整體性越好,剛度越大,墻體溫度裂縫越嚴(yán)重,即現(xiàn)澆屋面板溫度裂縫嚴(yán)重于裝配整體式屋面板及裝配式屋面板;

2)屋面板保溫效果差或屋面滲漏,那么墻體的溫度裂縫嚴(yán)重;

3)墻體剛度差、整體性差、砂漿強度低、砌體溫度裂縫嚴(yán)重;

4)房屋面板對墻體約束越大,往往裂縫越嚴(yán)重;

5)溫度較低季節(jié)施工的結(jié)構(gòu),溫度裂縫嚴(yán)重。砌體采用粉煤灰蒸壓磚的結(jié)構(gòu)比采用普通燒結(jié)粘土磚結(jié)構(gòu)裂縫輕;

6)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)條件好,屋面保溫隔熱效果好的房屋裂縫情況較輕。

以上表明:溫度裂縫的發(fā)生和發(fā)展與主體施工的季節(jié)溫差有關(guān)系;溫度裂縫與屋面剛度、整體性及頂層墻體剛度整體性有關(guān);溫度裂縫與砌體的線膨脹系數(shù)有關(guān),裂縫與屋面保溫、外墻的保溫效果、屋面的防水效果等有關(guān);溫度裂縫與屋面體系和墻體的約束狀況有關(guān);溫度裂縫還與室內(nèi)的保溫隔熱及溫度調(diào)節(jié)條件有關(guān)。

5 溫度裂縫的預(yù)防措施

1)提高頂層砌體的強度、剛度及抗裂變形能力,以達到提高砌體的抗剪強度、抗拉強度及變形。為此通過提高砌體強度,采用加筋砌體的做法,采用抗裂構(gòu)造柱的做法。

2)盡量減少屋面板與砌體的相互約束作用,減弱屋面板的整體性,加大屋面板的自由變形能力。在端單元與中單元分界處在屋面空心板板頭的空隙處不灌縫,改為填充松散材料;現(xiàn)澆屋面板在端單元與中單元分界處在屋面承重橫墻位留2~4cm變形縫;屋面板壓外墻在擱置端留2~4cm的滑動間隙。

3)通過采取降低溫差幅度;減小墻體材料與混凝土的線膨脹系數(shù);

4)確保施工質(zhì)量。砂漿配合比要滿足設(shè)計強度等級要求,下料要嚴(yán)格計量,灰縫要均勻、飽滿;濕磚上墻,噴水養(yǎng)護,嚴(yán)禁干磚上墻和碎磚集中使用;

5)屋面板澆筑安裝完成后,盡快完成保溫隔熱層,切不可拖延時間。保溫隔熱層材料的各項指標(biāo)要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,特別是含水率和干重度;鋪筑厚度和范圍要到位,并做好防雨防潮措施;

6)建設(shè)單位在前期就要注意合理安排好房屋建筑的建設(shè)時間,盡量避開在炎熱的夏季和寒冷的冬季施工溫度敏感部位,在交付使用后,應(yīng)訂立制度做好房屋建筑特別是溫度裂縫的易發(fā)部位的管理維護,這也是預(yù)防工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié);

7)正確使用外加劑也是減少裂縫的措施之一。例如,使用減水防裂劑。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,在工程實踐中應(yīng)多進行這方面的實驗和研究,比單純地靠改善外部條件會更加簡捷、經(jīng)濟。

6 溫度裂縫的修復(fù)

在發(fā)現(xiàn)溫度裂縫時,應(yīng)觀察至裂縫穩(wěn)定后,根據(jù)具體情況采取措施。若發(fā)現(xiàn)屋面保溫層末達到熱工要求和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)時,首先應(yīng)重新改做屋面保溫隔熱層,以防止裂縫繼續(xù)活動。鑒定裂縫的穩(wěn)定方法是在裂縫內(nèi)嵌抹水泥漿或貼玻璃紙,經(jīng)過一段時間的觀察判斷確定。對裂縫的處理須從建筑的美觀、強度、耐久、使用功能等方面并充分考慮到裂縫形成的機理,從根本上加以治理。大致有:

1)裂縫細小,對房屋正常使用影響不大,可暫不處理;

2)裂縫雖細小,但已造成墻面、屋面、樓面的滲水,或?qū)︿摻罨炷羶?nèi)的鋼筋保護的需要,可采用嵌補密封或壓力灌漿進行處理;

3)對于裂縫較大、較多又貫穿墻體,不僅影響美觀和正常使用,還對房屋的剛度和抗震性能有較大的影響,這種情況下可在裂縫墻體兩側(cè)用4Φ6@200或Φ6@500鋼筋網(wǎng)片,并用Φ6@500的鋼筋穿墻將兩鋼筋網(wǎng)片拉緊固定后,外抹水泥砂漿或噴射混凝土以補強加固。

7 結(jié)論

房屋建筑工程中的溫度裂縫問題是一個綜合性的問題,必須從設(shè)計、施工、使用等各階段進行分析并采取相對措施,這樣才能使各方面的損失幾率降到最低,從而確保工程施工質(zhì)量,提高人們的生活水平。

參考文獻

[1]工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M],1997.

[2]混凝土工程裂縫分析與控制[M],2002.

[3]現(xiàn)澆大體積混凝土裂縫的成因與防治[M],2003.