高桂珍 李金花
摘要:當(dāng)前經(jīng)濟建設(shè)的飛躍發(fā)展,近年興建的各類商品建筑樓房不斷增加,國家規(guī)定的商品混凝土及泵送混凝土的應(yīng)用日益普及,但現(xiàn)澆樓板及屋面板裂縫現(xiàn)象也越發(fā)突出,本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗,對樓板裂縫產(chǎn)生的原因及修復(fù)措施進行了探討。
關(guān)鍵詞:樓板裂縫鋼筋模板混凝土溫度應(yīng)力養(yǎng)護
0引言
住宅樓現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫問題與滲漏問題是目前居民住宅質(zhì)量投訴的重點,而從剪力墻結(jié)構(gòu)與磚混多層結(jié)構(gòu)投訴情況來看,磚混結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生率更高,大部分裂縫表現(xiàn)為表面龜裂,也有貫穿裂縫,既有縱向、橫向,也有斜向以及無規(guī)則裂縫。一般對實際使用無多大危害,但仍應(yīng)進行有效控制,特別是避免有害裂縫的發(fā)生。
1樓板裂縫特點
裂縫最多的是房屋西南向陽角處,或外側(cè)發(fā)生45度左右的樓地面斜角裂縫。有些呈斷裂貫穿狀,即從板面和板底均可見,不僅影響外觀,還可引起滲漏、鋼筋腐蝕和混凝土碳化等,影響建筑物的耐久性,并給用戶帶來嚴重的不安全感,此類通病在現(xiàn)澆樓板的任何一種類型的建筑中都普遍存在。
2混凝土裂縫產(chǎn)生機理
混凝土作為一種復(fù)合建筑材料,由于其組成材料的多樣化以及各組成材料間物理化學(xué)作用的多變化,致使混凝土的物理力學(xué)性能與很多因素有關(guān),混凝土抗壓性能良好而抗拉性能很差,抗拉強度只有抗壓強度的1/8-1/20,并且不與抗壓強度成比例地增加,其極限拉伸變形很小,因而極易產(chǎn)生裂縫。通過近代儀器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)混凝土在受荷載以前,在硬化后的混凝土內(nèi)部,尤其是在膠結(jié)料與骨料的界面上總是存在著大量的微觀裂縫,其分布有隨機性,而這些裂縫在外界荷載作用下或環(huán)境變化時會發(fā)展而形成可見宏觀裂縫,目前規(guī)范或規(guī)程按計算控制的主要是宏觀裂縫。對于荷載引起的裂縫,當(dāng)構(gòu)件中的主拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度或主拉應(yīng)變大于混凝土的極限拉伸應(yīng)變時混凝土就會產(chǎn)生裂縫,如受彎構(gòu)件受拉區(qū)的彎曲裂縫、彎剪裂縫等。溫度引起的裂縫一種情況是大體積混凝土因水泥水化熱導(dǎo)致內(nèi)外溫差過大所引起的溫度應(yīng)力超過混凝土早期抗拉強度時引起的裂縫,另一類是混凝土因環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生膨脹或收縮變形,其中收縮變形又受到外界的約束或內(nèi)部鋼筋的阻礙而產(chǎn)生裂縫。
其它還包括混凝土硬化前產(chǎn)生的表面裂縫、混凝土收縮變形時受到約束產(chǎn)生的裂縫、材料不良引起的裂縫等。對于目前住宅現(xiàn)澆樓板存在的裂縫問題同樣沒有形成比較一致的處理意見,而更多的是從設(shè)計上采取一定構(gòu)造措施、施工中加強混凝土配合比控制和養(yǎng)護等幾方面提出相關(guān)建議,從實際效果來看確實收到了一定成效,但樓板裂縫的形成原因確實有其特殊性和復(fù)雜性,無法以一般大體積混凝土裂縫控制、非荷載原因來解釋分析,對于磚混結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等也有其截然不同的分布規(guī)律和形態(tài)特征。
3變形作用引起的樓板裂縫分析
3.1溫度應(yīng)力引起的裂縫分析根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:①早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。②中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。③晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:a自生應(yīng)力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。b約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?;炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松馳,計算溫度應(yīng)力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。
3.2混凝土收縮引起的裂縫收縮裂縫顧名思義其產(chǎn)生原因就是混凝土硬化后水份蒸發(fā)體積收縮。從理論上講當(dāng)混凝土在無任何約束而處于自由收縮時,不會產(chǎn)生裂縫的,而實際工程中,混凝土總是受到各種約束的,如兩端的約束、內(nèi)部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束,因而內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時,就會產(chǎn)生收縮裂縫。一般來講,混凝土受到的約束越大,其產(chǎn)生的收縮裂縫越多或越寬。由于混凝土體積收縮是因為水份蒸發(fā)、干燥導(dǎo)致的,因而收縮裂縫也通常稱為干縮裂縫。
一般情況下,幾個月以后,混凝土體內(nèi)多余水份蒸發(fā)已基本完成,混凝土內(nèi)濕度與環(huán)境濕度基本趨于一致,因而收縮裂縫的寬度發(fā)展也趨于停止,處于相對穩(wěn)定狀況。當(dāng)然,之后還將隨著環(huán)境濕度和溫度的變化而略有變化,當(dāng)環(huán)境濕度變大時,混凝土將吸取空氣中的水份,而收縮裂縫變窄些,反之當(dāng)環(huán)境濕度變小時,混凝土收縮裂縫將變寬些。另外,還隨著環(huán)境溫度變化,混凝土也將產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象,因而收縮裂縫也會隨著環(huán)境溫度的升高而變窄些,反之,隨著環(huán)境溫度的降低而變寬些。
4樓板裂縫的常規(guī)修復(fù)
4.1混凝土裂縫的修復(fù)時機無論混凝土是何種因素引起開裂,包括內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力,從技術(shù)角度考慮其修復(fù)時機都應(yīng)選擇在裂縫基本穩(wěn)定后才實施。如收縮裂縫的修復(fù)應(yīng)等其收縮基本完成后再實施。
4.2混凝土裂縫的修復(fù)方法
4.2.1寬度≤0.3mm,混凝土裂縫的修復(fù)①修復(fù)性質(zhì):封閉性修復(fù);②修復(fù)目的:恢復(fù)使用功能和耐久性;③修復(fù)方法;a表面封閉法:沿裂縫表面涂刷聚合物或環(huán)氧類封閉材料。b淺層封閉法:沿裂縫將混凝土鑿成三角槽,三角槽內(nèi)混凝土界面處理,在槽內(nèi)嵌入修復(fù)材料。修復(fù)材料可視裂縫變形情況分別采取無機剛性修復(fù)材料和聚合物微變形或有機柔性修復(fù)材料。c化學(xué)(環(huán)氧類)灌漿法:采用的灌漿修復(fù)材料為低粘度親水性環(huán)氧樹脂,此方法最大的優(yōu)點是修復(fù)材料能在空氣壓力作用下灌入混凝土裂縫深處,并填充于混凝土裂縫中,從而從根本上達到封閉裂縫的修復(fù)目的。
因此,采用這些材料對混凝土裂縫灌漿后,不僅能有效地對裂縫進行封閉,同時,也兼有補強加固的作用。另外,在配制化學(xué)灌漿材料的過程中使其增加一定的柔韌性,這對提高混凝土裂縫修復(fù)質(zhì)量從而提高工程的整體質(zhì)量是相當(dāng)有益的。
4.2.2寬度>0.3mm,混凝土裂縫的修復(fù)a修復(fù)性質(zhì):封閉與加固性修復(fù)。b修復(fù)目的:恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、使用性能、耐久性能。c修復(fù)方法:粘鋼板加固一防腐、防火處理。
化學(xué)(環(huán)氧類)灌漿封閉裂縫一粘貼碳纖維布加固或粘貼碳纖維板加固-防火處理。
無論是屋面防水層局部鏟除或全部鏟除重做,在考慮選擇單體防水材料的性能同時,更應(yīng)合理確定防水材料和保溫材料、混凝土頂板之間的組合結(jié)構(gòu),著重注意施工后防水材料和保溫材料、混凝土頂板復(fù)合在一起的實際性能,特別是復(fù)合在一起的抗變形性能。這樣才能取得理想的修復(fù)效果。上述各種滲漏的修復(fù)方法,在實際工程中應(yīng)視具體情況,可單獨選用,也可幾種復(fù)合選用。