浅谈夏季混凝土楼板早期裂缝产生的机理分析及控制措施
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浅谈夏季混凝土楼板早期裂缝产生的机理分析及控制措施
【摘要】我们在工程监理中,常常会遇到现浇混凝土楼板过早的
产生表面裂缝,甚至是贯通裂缝现象。这种裂缝大部分发生在浇筑
后2h-24h之内,我们姑且称之为早期裂缝。无疑,这将对混凝土
结构的耐久性、刚度带来不利影响,属于工程质量问题。应认真采
取控制措施,避免和减少此类裂缝产生
【关键词】早期裂缝;主要因素;机理分析;预控措施
1 问题的提出
每到盛夏,建筑工地即进入了高温施工阶段。我们在工程监理中,
常常会遇到现浇混凝土楼板过早的产生表面裂缝,甚至是贯通裂缝
现象。这种裂缝大部分发生在浇筑后2h-24h之内,我们姑且称之
为早期裂缝。无疑,这将对混凝土结构的耐久性、刚度带来不利影
响,属于工程质量问题。应认真采取控制措施,避免和减少此类裂
缝产生。
2 早期裂缝产生的主要因素
要想避免和减少混凝土早期裂缝产生,就必须弄清现代商品混凝
土的特点,弄清施工技术上、管理上存在的问题。目前混凝土现浇
楼板,越来越多地采用商品混凝土和泵送施工工艺。其与传统混凝
土最大的特点和不同就是坍落度比较大,便于泵送。为此掺有各种
化学外加剂和矿物掺合料,这就要求高流动性、高砂率、高浆骨比
和较小的粗骨料粒径。这是导致现代混凝土现浇楼板早期裂缝增多
的客观的材料因素;而传统的浇筑工艺和养护措施、过快的施工进
度,则是产生早期裂缝增多的施工技术因素;我们监理及施工技术
管理人员对早期裂缝成因理解和认识不足,事前关注不足,是早期
裂缝增多的管理因素。有必要对早期裂缝产生的成因和机理进行较
深入地了解和理念上的改变,从而提出控制对策。
3 早期裂缝产生机理分析
3.1 干燥收缩
夏季炎热天气,在烈日暴晒下,模板上温度高达45°以上,再加
上风的影响及太阳光的辐射,表面自由水分蒸发速度很快;大大增
加混凝土干燥速度;在混凝土还处于硬化前的塑性阶段;失水过多
而产生不规则的表面干燥裂缝,我们又称之为塑性裂缝。现浇楼板
厚度较薄;一般10m左右,这种表面塑化裂缝很快就会发展延伸形
成通透缝。在混凝土浇筑后,由流动态到终凝变硬过程中,混凝土
绝对体积减小,毛细孔隙中自由水溢出,便产生所谓“毛细收缩”,
亦即干燥收缩。
3.2 自由收缩
随着水泥化过程的进展,密封的混凝土内部相对湿度逐渐降低。
在炎热天气下,或间有大风情况下,混凝土水化加快,终凝时间变
短,混凝中内自由水消耗加快,致使孔隙内部湿度小于80%而产生
负压力,如不及时补充水分,便会内部产生微裂缝,我们称之为自
生裂缝。
3.3 温差收缩
当混凝土内外温差较大时,特别是在水泥水化速率高峰期,将由
此产生冷缩裂缝。
3.4 外加剂及掺合料的影响
泵送混凝土往往掺有缓凝作用的减水剂,试验资料表明,掺与不
掺在12h内的收缩率比为300%,可见其影响之大。若过量会造成
过多泌水,引起塑性收缩加剧,硬化初期出现塑性裂缝。粉煤灰等
掺和料具有节约、降低水化热等优点,但使混凝土早期强度增长缓
慢,降低早期抵裂能力,易发生早期有害裂缝。且对于薄板结构而
言,其减少水化热的作用已显得微不足道。
3.5 振捣不密实
混凝土振捣不密实,抹压不及时,更易失水收缩开裂,有时混凝
土表面浮浆过多,或上层钢筋的混凝土保护层过小,或预埋管线处
混凝土实际厚度较小,抗裂能力削弱,导致沿钢筋或管线出现干缩
裂缝。
3.6 养护不及时
混凝士施工规范要求,混凝王在浇筑12h以内进行保温养护。实
际上,长期以来,人们习惯地从浇筑后12h开始养护,但对商品混
凝土而言,为时已晚。试验表明,掺减水剂的混凝土浇筑后即进行
养护,其12h内的收缩率比12h后开始养护要减小3—4倍。这可
以认为是混凝土早期开裂的关键问题。而未掺减水剂的混凝土一天
内的收缩率要小得多,所以可以在浇筑12h后开始养护。
3.7 过早堆放材料
施工现场往往在混凝土硬化后,就上人作业,堆放钢管等大宗材
料,或在浇完混凝土后,马上就拆除下面模板支架,对强度很低的
新浇混凝土产生撞击、震动、变形而形成早期受力裂缝。
4 早期裂缝预控措施
4.1 对商品混凝土的坍落度要控制在120mm左右,超过20mm时不
得使用。中途严禁随意加水,增大水灰比。
商品混凝土的外加剂和掺合料要经试配,优化决定,不得超量,
不得出现泌水,分层离析现象。粉煤灰掺量不宜大于10%。商品混
凝土初凝时间不宜小于3h,以便有充足的时间进行搌捣和抹压。
4.2 混凝土浇筑要避开烈日暴晒和大风天气,最好安排在夜间进
行,或下午3点以后,混凝土中水分蒸发减速,干燥收缩引起的早
期塑性裂缝会明显减少。
4.3 混凝土振捣适宜,多遍抹压。一般采用平板振动器搌捣两遍,
第二次振捣控制在第一次振捣30min后,初凝之前.这就是所谓“二
次振捣”,其作用是使初步沉实的混凝土进一步密实。当现浇板较
厚时,宜用重量不小于15比的铁棍子辗压2-3遍。人工抹压、搓
毛又2-3遍,初凝前后进行最后一次抹压,切断混凝土表面和内部
的裂缝和毛细通道。这种二次振捣、多遍抹压工艺对预防早期塑性
裂缝十分关键,务必组织充足劳动力,认真执行。
4.4 早期养护是关键。混凝土抹压结束后,必须立即用塑料薄膜
覆盖,周边压封严密,保持湿度饱和状态,可观察到薄膜内附有冷
凝水现象。硬化后,或12h后,揭去薄膜,改用湿麻袋、草袋、毛
毡等接触覆盖,保温保湿养护。对于屋面子板混凝土,则可创造条
件,蓄水养护更好。养护时间一般不少于7天。但不得用地下井水,
避免温差大而“感冒”裂缝。
4.5 加强现浇板的钢筋混凝土保护层控制。板的上层钢筋应支设
牢靠,不得超高,保护层厚度不小于15mm,预埋管线密集处或管径
较大时,应增设钢筋网片加强。
4.6 不得过早施加施工荷载。在夏季,混凝土浇筑后24h内,不
得堆放大宗材料和设备,不得进行下面的模架拆除作业。