建筑施工中商品混凝土裂縫控制探討

陳兆清

摘 要:商品混凝土的穩(wěn)定、可靠、優(yōu)良的質(zhì)量深受建設(shè)單位的青睞,但是,目前使用商品混凝土施工的工程出現(xiàn)最常見(jiàn)的當(dāng)數(shù)裂縫問(wèn)題。從商品混凝土原材料方面控制、設(shè)計(jì)方面、施工技術(shù)控制和施工后期商品混凝土的養(yǎng)護(hù)等方面提出了預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞:建筑;商品混凝土;裂縫;控制

中圖分類號(hào):TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)16-0273-01

1 原材料方面控制

1.1 水泥品種的優(yōu)選

優(yōu)先選用C3A 含量低的中、低熱的普通水泥或復(fù)合、礦渣水泥等,除冬期施工外,不宜選早強(qiáng)型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

水泥等級(jí)和混凝土等級(jí)應(yīng)相匹配,一般C25 以下混凝土宜選32.5 級(jí)水泥,C30 以上混凝土宜選42.5 級(jí)水泥,但水泥品種不能混用,不同產(chǎn)家、不同品種即是同一水泥等級(jí)也不能混用,同廠家、同品種不同批號(hào)的水泥原則上也不能混用。因不同廠、不同品種雖說(shuō)強(qiáng)度等級(jí)相同,但其中所含的礦物成分不同,水泥摻合料不同,所產(chǎn)生的水化熱亦不同,其收縮、變形、凝結(jié)時(shí)間等不同,水化時(shí)反映了各自水泥的水化個(gè)性,所以不能混用,如果混用:(1) 可能造成收縮、變形不同,而影響結(jié)構(gòu)的耐久性;(2) 凝結(jié)時(shí)間、需水量、水化速度不同,所產(chǎn)生的混凝土強(qiáng)度不同,將使混用后的混凝土強(qiáng)度降低5 %—20 %,(3)由于收縮變形不同,產(chǎn)生裂縫隱患存在。不同水泥應(yīng)分別使用,只能待上一品種水泥產(chǎn)生一定強(qiáng)度后,才可向其上面澆筑其他品種、等級(jí)的水泥。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,商品混凝土的水泥用量,應(yīng)降低到最低程度。

1.2 細(xì)骨料

細(xì)骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm篩孔篩余量不應(yīng)少于15%。實(shí)踐證明,采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2.3的中砂,可減少用水量20kg/m³—25kg/m³,可降低水泥用量28kg/m³—35kg/m³,因而降低了水泥水化熱、降低了混凝土溫升和收縮。細(xì)骨料的含泥量不超過(guò)3%,泥塊含量不得大于1%。其他質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》的規(guī)定。

為保證混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性,以便于運(yùn)輸、泵送和澆筑,泵送混凝土的砂率要比普通流動(dòng)性混凝土增大約6%,為38%—45%。但是砂率過(guò)大,不僅會(huì)影響混凝土的工作度和強(qiáng)度,而且能增大收縮和裂縫。

1.3 粗骨料是混凝土的重要組成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且對(duì)膠凝材料的收縮具有一定抵抗作用。集料的級(jí)配越好,所組成的混凝土骨架越穩(wěn)定,抵抗變形能力越好。同時(shí),集料的級(jí)配越好,能降低混凝土中單方水和水泥的用量,降低混凝土的收縮。此外,粗骨料的含泥量、泥塊含量對(duì)混凝土的收縮也有很大的影響。

1.4 砂

采用中、粗砂,細(xì)度模數(shù)必須控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因?yàn)椴捎眉?xì)度模數(shù)為2.8:2.3的中砂每立方混凝土可減少水泥用量約30kg,減少水用量20kg—25kg,從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送混凝土?xí)r,砂率應(yīng)控制在38%—45%。

1.5 選用優(yōu)質(zhì)高效的外加劑

為達(dá)到抗裂、防水的目的,在配制混凝土?xí)r,一般需要摻人減水劑、緩凝劑、膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對(duì)混凝土的影響非常大,有些膨脹劑與其他外加劑一起使用可能會(huì)產(chǎn)生副作用,因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

2 設(shè)計(jì)方面

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范主要解決的是結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題。但個(gè)別設(shè)計(jì)者未能作全過(guò)程(包括施工過(guò)程)數(shù)理分析。以混凝土收縮裂縫問(wèn)題為例。一般的設(shè)計(jì)文件只給出混凝土的強(qiáng)度等級(jí),沒(méi)有針對(duì)結(jié)構(gòu)具體情況對(duì)混凝土的收縮量的限制值及收縮量制值相匹配的后澆帶設(shè)置。特別是某些工程師盲目地相信某些補(bǔ)償收縮混凝土的作用,不留混凝土后澆帶甚至不留形縫,使得裂縫發(fā)展得很快。另外,混凝土收縮裂縫與現(xiàn)在設(shè)計(jì)的板和墻的尺寸越來(lái)越大也有關(guān)系?；炷亮?、板和墻的尺寸增大。尺寸大,構(gòu)件總的收縮量大,容易出現(xiàn)混凝土收縮裂縫。

3 施工技術(shù)控制

(1)混凝土施工過(guò)分振搗,模板、墊層過(guò)于干燥?；炷翝仓駬v后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時(shí)灑水不夠,過(guò)于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫?；炷翝矒v后,過(guò)分抹干壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過(guò)多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。

(2)混凝土施工過(guò)分振搗,模板、墊層過(guò)于干燥?；炷翝仓駬v后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時(shí)灑水不夠,過(guò)于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫?；炷翝矒v后,過(guò)分抹干壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過(guò)多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。

(3)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開(kāi)裂最主要的原因?；炷翝仓?若表面不及時(shí)覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù),表面水分迅速蒸發(fā),很容易產(chǎn)生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對(duì)濕度低、風(fēng)速大的情況下,干縮更容易發(fā)生。有資料表明,當(dāng)風(fēng)速為16m/ s時(shí),混凝土中的水分蒸發(fā)速度為無(wú)風(fēng)時(shí)的四倍。一些高層建筑的樓面為什么更容易產(chǎn)生裂縫,就是因?yàn)楦呖罩械娘L(fēng)速比地面大。

4 施工后期商品混凝土的養(yǎng)護(hù)

由于商品混凝土流動(dòng)性較大,容易在早期發(fā)生混凝土半和物沉縮裂縫,塑性收縮裂縫,干燥收縮裂縫,溫度裂縫等,因此必須加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件?；炷翝沧⒑髴?yīng)覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,過(guò)高過(guò)低的環(huán)境溫度以及激劇的溫度變化都會(huì)引起表面開(kāi)裂。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。但由于熱擴(kuò)散時(shí)間延長(zhǎng),混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮,使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度,防止貫穿裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)間不長(zhǎng)的混凝土,仍然處于凝結(jié)、硬化過(guò)程中,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。

5 裂縫部分處理技術(shù)

(1)涂抹:以涂為主,在裂縫表面涂抹新型高分子防水涂料,這種涂料是以合成橡膠或者合成樹(shù)脂作為成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸橡膠、聚酯樹(shù)脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂縫,其寬度大于0.3mm。裂縫較小時(shí),采用低粘度樹(shù)脂;在干燥自然環(huán)境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂漿及摻有速凝劑的防水砂漿等;在滲漏潮濕環(huán)境下必須進(jìn)行封堵再進(jìn)行表面處理,封堵用堵漏靈、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情況下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌縫:在裂縫處鑿八字形槽,并在槽內(nèi)嵌填不同材質(zhì)的密封材料處理。

(4)灌漿:適用于修補(bǔ)較深的裂縫和混凝土內(nèi)部有空洞、疏散等情況。

(5)增大截面加固法:用同等級(jí)混凝土,加大原結(jié)構(gòu)截面,以達(dá)到滿足承載力的要求。

(6)外包角鋼加固法:用角鋼鑲嵌在四角,并用扁鋼將角鋼箍緊,以提高結(jié)構(gòu)承載能力。

(7)粘鋼加固法:在混凝土表面用結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,以提高混凝土承載力。

(8)增設(shè)支點(diǎn)加固法:用增設(shè)支點(diǎn)減少結(jié)構(gòu)跨度,達(dá)到減少結(jié)構(gòu)受力。

(9)增設(shè)剪力墻加固法:結(jié)構(gòu)在地震作用下,其強(qiáng)度與變形不能滿足規(guī)范要求時(shí),還可以在房屋適當(dāng)位置增設(shè)剪力墻以抵抗地震作用。

(10)外加力加固法:采用外加力或壓力、改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)或減少原結(jié)構(gòu)薄弱處的受力,以提高結(jié)構(gòu)的總體承載能力。