现浇混凝土楼板裂缝原因分析及防治措施

中文摘要

现场浇筑的混凝土板开裂是施工项目中常见的质量问题,板开裂会导致水渗入板中,钢筋腐蚀等危险,影响结构的耐久性,如今商业建筑越来越多,业主的积极情绪逐渐增强。对于房地产开发公司来说,减少现场浇筑的混凝土地面裂缝,可以避免业主的投诉和索赔,减少财务损失。因此,研究和分析现场浇筑混凝土板开裂的原因和预防措施非常重要,这给房地产开发公司带来了问题,甚至影响了品牌建设。为了有效解决这些问题,本文分析了现场浇筑混凝土板开裂的原因,并提出了预防措施,结合工程实例,研究了工程开裂的原因,并提出了整改措施。

关键词:   现浇混凝土; 楼板裂缝; 成因; 防治措施                               

Abstract

Cracking of concrete slabs cast on site is a common quality problem in construction projects. Cracking of slabs will lead to water infiltration into the slabs, rebar corrosion and other hazards, affecting the durability of the structure. Now there are more and more commercial buildings, and the positive mood of the owners is gradually increasing. For real estate development companies, reducing the cracks in the concrete floor poured on site can avoid the complaints and claims of the owners and reduce financial losses. Therefore, it is very important to study and analyze the causes and preventive measures of cracking of cast-in-place concrete slabs. More and more, this has brought problems to real estate development companies, and even affected brand building. In order to effectively solve these problems, this thesis analyzes the causes of cracking of cast-in-place concrete slabs and puts forward preventive measures. Combining with engineering examples, the causes of engineering cracks are studied and rectification measures are proposed.

Key words: Cast-in-situ concrete; Floor crack; Cause of formation; Prevention and control measures


目    录

1绪 论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

2  基本理论概述

2.1  混凝土裂缝的基本概念

2.2  现浇钢筋混凝土楼板结构裂缝的分类

2.2.1混凝土的塑性沉降裂缝

2.2.2早期混凝土塑性干缩裂缝

2.2.3混凝土温差收缩裂缝

2.3 混凝土收縮的分类及机理

3  现浇楼板裂缝产生的原因分析

3.1  设计方面原因

3.1.1楼板跨度设计过大

3.1.2现浇楼板厚度过小,梁柱的节点构造过于复杂

3.2混凝土原材料及配比因素

3.2.1水泥安定性的不良影响

3.2.2水及骨料中有害杂质对混凝土的腐蚀

3.2.3混凝土配合比方面的影响

3.3施工方面因素

3.3.1混凝土配合比方面的影响

3.3.2混凝土施工中过分振捣,模板过于干燥

3.3.3养护工作不到位

3.3.4混凝土间断供应

4 现浇楼板裂缝采取的预防控制措施

4.1设计方面的控制措施

4.1.1结构选型要合理,梁板配筋要经过验算

4.1.2要考虑施工实际情况,进行合理的构造设计

4.2  施工准备方面控制措施

4.2.1严把原材料质量关,控制混凝土配合比

4.2.2控制水、砂石原材料质量

4.3施工过程中的控制措施

4.3.1保证钢筋位置正确,模板及支架满足施工要求

4.3.2加强检查现场混凝土的坍落度

4.3.3加强振捣工艺的控制

4.3.4保证混凝土连续浇筑

4.4施工管理的控制措施

4.4.1合理安排工期,科学组织楼层施工作业计划

4.4.2加强施工现场的管理

5工程实例

5.1某小区现浇楼板裂缝分析和处理

5.1.1工程概况

5.2 裂缝分析及检测

5.2.1裂缝的分析

5.2.2 检验梁、板的混凝土强度

5.2.3 楼板中钢筋的位置、型号、规格、保护层厚度检测

5.2.4 楼板的承载能力与短期荷载作用下的变形性能检测

结  论

致  谢

参考文献

1  绪 论

1.1  研究背景

20世纪60年代和70年代,中国发生了层出不穷的房屋建筑事故,为了遏制这一现象,20世纪80年代初,全国各级政府设立了建筑项目质量监测站,主要负责该管辖区建筑项目的质量监测和管理[1]。但总体来说,项目质量水平仍然不高,施工相对粗糙,质量普遍,随着20世纪90年代末我国工程监督体系的实施,工程质量明显提高,常见的质量问题也得到了相应的纠正,而建筑项目中仍然存在钢筋混凝土。存在持续的疾病,包括地板和墙壁周围的裂缝,特别是随着住宅商品化和政府房改政策的出台,用户越来越多地反映了周边的裂缝问题。在这个领域,对钢筋混凝土面板的投诉越来越多,因此从某种意义上说,分析现场浇筑混凝土面板开裂的原因和应对措施具有重要的实际价值和意义。具有会展性的重要性。建筑物有两种类型的裂缝,使用中有两种裂缝,因为该建筑的使用将持续数月至数年。因此,在施工过程中,由于混凝土强度,钢筋混凝土结构不符合设计标准,各种施工荷载、环境温度、会受到收缩持续性和结构重量的影响,接头会出现在结构的不同部分,甚至会直接影响施工项目的验收质量,或者验收后无法满足使用功能,难以交付,因此施工期间裂缝的预防和控制是施工单位、施工单位、监理单位等的主要目标。在工程中,这种裂缝的预防和控制是一个普遍的技术问题,需要采取明显的措施[2]

1.2  研究意义

由于钢与混凝土的热力性质存在较大的差别,在钢结构房屋的建造和使用中,若不适当的构造和施工方法,往往会产生裂缝。裂缝的存在,不但会引起渗漏,而且会降低混凝土楼面的强度,甚至可能导致工程质量和安全问题,造成不应有的损失。随着我国钢结构住宅建设的迅猛发展,现浇混凝土楼板容易产生裂缝,这是一个不可忽视的问题,对现浇混凝土楼板裂缝产生的原因、分布规律以及如何减少与控制现浇混凝土楼板裂缝进行研究,可为钢结构住宅建筑结构设计与工程施工提供参考依据,具有重要的理论和工程实用价值[3]

1.3  国内外研究现状

1.3.1  国内研究现状

自1824年水泥发明以来,混凝土和钢筋混凝土得到了发展,混凝土,俗称车轮,是现代社会建筑业所需的主要建筑材料,给工程和建筑带来了历史性的变化。随着改革开放的不断深化和国家综合实力的增强,韩国混凝土行业发展迅速,混凝土生产、品种和应用范围处于世界领先地位。目前,全球混凝土使用量达到每年100亿吨,韩国消耗了总量的1/10。

虽然是高性能钢,碳纤维材料等新型建筑材料不断涌现,但由于混凝土的高抗压强度和与钢的良好结合,混凝土在未来很长一段时间内仍将是主要的建筑工程材料,自混凝土材料诞生以来,就发现了混凝土裂缝问题,国内外学者对此做了许多研究,取得了丰富的经验,但是,由于新技术、新技术的不断涌现,混凝土裂纹也呈现出新的规律与特征,但相关基础理论研究和工程实践处于相对先进的阶段,施工规范处于原始水平[4]。王铁梦(2022)对工程结构开裂问题具有较深入的认识和研究,并建立了考虑温差收缩效应的连续结构开裂计算模型,对此类结构的开裂问题研究具有重要意义。《工程结构裂缝控制》作为一本专门为混凝土开裂而设计的书籍,提供了一系列的实际工程实例及理论分析,为有效地控制混凝土开裂提供了有益的参考。陈焕新(2022)等人基于非定常热传导的微分方程,开展了钢-混复合梁试件的降温和升温全过程的数值模拟研究,揭示了钢-混疑土复合梁在降降温和升温两个阶段的不同阶段的温升速度差异。在温差很大的情况下,钢材-混凝土构件的温度场不均匀性将导致构件开裂。孙国晨(2021)等人在平板不稳定温度场基础理论基础上,根据导热微分方程中的第3种类型的边界条件进行加载,研究了不同日照时间下钢筋-混凝土组合梁横断面的温度变化规律。张琨(2021)等针对钢板-钢筋-混凝土复合墙体的温度收缩开裂问题,本项目拟通过对其进行预热处理,使其在不同的时间内发生相应的变形,从而有效地抑制由于钢材对墙体的限制引起的温度收缩开裂。武庆祥(2021)等人开展了日照温度作用下钢-混结合箱梁的研究,发现日照作用下钢-混组合箱梁桥的侧向温度呈指数型变化,纵向的温差呈多项式型,而在厚度上则呈指数型变化。范重(2021)等重点研究了在高温收缩作用下,地基刚度和抗震强度对结构变形、梁柱内力和楼面受力的影响。李潘武(2020)等人通过控制四边墙的宽度,研究了限制刚度对楼面温度应力的作用,发现随着梁的增大,对楼面的约束作用增强,使得楼面的温度应力总体增大;在角柱和边柱和横梁的约束下,钢筋砼楼面容易出现贯穿裂纹,而在中柱和梁柱的约束下则出现了面板的表层裂纹(6)。

任海洋(2020)等针对超高强钢筋砼结构,研究其在不同层数、不同部位的梁、板和柱受力情况。采用从上至下在框架内增设两道补强带,在水平构件中增设横向和纵向加强筋,从而有效地抑制了混凝土的开裂。肖梅(2020)通过对建造期及常态期的钢筋砼楼盖进行分析,对楼盖的约束作用进行了分析,并将各期的砼收缩折算为等效温差,作为整体温度的一份子。对约束条件,配筋率,楼板厚度进行了研究;楼面尺寸和砼强度对楼面温差开裂的影响。

1.3.2  国外研究现状

加拿大戴尔豪斯大学(Del Hook)采用 FRP (FRP)加固钢筋混凝土构件,可有效控制裂纹宽度,并在拉应力区实现抗拉强度。英国哥伦比亚大学 N. Banthia与 R. Gupta (2022)针对 FRP加固混凝土构件的收缩断裂问题开展了深入的研究,并在此基础上提出了一种新型的 FRP加固混凝土结构。研究发现,聚丙烯对混凝土塑性收缩开裂有明显的抑制作用,朗斯巴黎东部大学的C.Boulay,S.Dalpont,P.Belin(2022)对饱和混凝土之间关系的实时变化,也就是说,提出了强度和裂缝宽度的建议。通过分割测试,可以进行加固和调整,监控独特的裂缝状态和强度之间的关系,测试结果显示只有当电阻达到加载峰值时,裂缝才会开始发生。在电导率模拟过程中,假设简化形状的裂缝和常数值的电解质电也考虑了电导率,电导率模型和实验表明电阻和裂缝之间存在一定的关系[7]

美国特拉华大学 Paolo Gardoni (2021)和 David Rosowsky (2021)对锈蚀膨胀裂纹下的 RC楼板进行了强度劣化研究,发现开裂(即内部微观裂纹)是导致其力学性能劣化的重要因素。这改变了应力-应变关系,使用计算系数,根据能量原理估计混凝土的最大裂缝宽度,提出了导致混凝土底部结构强度退化量的强度退化因子模型。

De Schutter G (2021)以水分含量为主要指标,开展了早龄期温度场的非定常数值计算,并研发新型3D数值计算软件,实现对早龄期温度裂纹扩展特性的数值模拟。

Hattel J H (2021)利用受控体单元方法,利用3D热力学模式,对早龄期混凝土的裂缝进行数值仿真。Buchanan A (2021)等人分别开展了三个方向上的三个方向的试验,获得了钢-混凝上钢筋混凝土梁在各种限制因素作用下的温度应变曲线及相应的变形量。本项目拟在前期工作基础上,通过4个典型的带钢-混凝土组合梁-混凝土复合结构模型,研究其裂纹扩展机制,并与现行标准进行对比,建立适合于此类结构的开裂发展理论。Mirzazadeh M (2021)等开展了不同温度条件下的 RC梁冷、常温下的受力实验,比较了不同温度条件下的裂缝宽度,裂缝分布,以及裂缝宽度与温度的相关性。

2  基本理论概述

2.1  混凝土裂缝的基本概念

一般认为,裂纹是由固态物质的非连续性构成的,因而可归入到结构性物质的强度理论中。近代科技对混凝土强度的细观研究与实际应用的资料与试验证明,混凝土结构的裂缝不可避免,没有裂缝的混凝土建筑无法完全控制。但是,裂缝的数量和宽度只能控制在相对合理的范围内。一般的底部裂缝如图2.1所示。根据裂缝的大小,可以分为小裂缝和大裂缝。根据裂缝方向,可以分为垂直裂缝、水平裂缝和倾斜裂缝。可分为剪切裂缝和剪切裂缝。根据裂缝深度可分为浅裂缝、深裂缝和贯通裂缝,这是根据裂缝大小对混凝土微观裂缝和宏观裂缝的详细描述[8]

图2.1 楼板常见裂缝

微裂缝是在施加载荷之前或载荷低于裂纹载荷时肉眼看不到的裂缝。裂缝是由干燥、下垂、水化、碳酸化等因素引起的。一般来说,微观裂缝主要分为三种类型。(1)粘合剂裂缝是指水泥石与骨料结合表面出现的裂缝,主要在骨料周围。(2)混凝土中的裂纹说明,现在在集料与集料之间存在着混凝土中的裂纹。(3)集料裂纹为集料自身引起的裂纹,其中,集料裂纹和集料裂纹较为普遍,但并不多见;混凝土中细观裂纹的出现对其基础理化性质具有重要的影响。例如各种强度、弹性塑性、泊松系数、蠕变、变形、结构强度、化学反应等[9]

宏观裂纹是由外界载荷,温度,收缩引起的;沉降和变形引起的开裂。从裂纹的形状看,垂直裂缝、水平裂缝、上下裂缝、上下裂缝、枣核裂缝、斜裂缝、斜裂缝、光裂缝、可分为外部夹缝和深裂缝(深度达1/2厚)。根据以往的研究,裂缝的形态与构造应力分布直接相关。通常,裂缝的方向垂直于拉伸应力的主方向或平行于剪切应力(一般剪切应力)。用眼睛观察到的裂纹宽度一般是0.05 mm (最好是0.02 mm),这样裂纹在0.05以上就叫做大裂纹。宏观裂纹是由裂纹扩展引起的。在普通工民结构中,在常规工作(荷载,防水,防腐等)下,宽度不超过0.05的混凝土裂纹。由于在下不危险,裂缝小于0.05mm的混凝土结构被视为无裂缝结构,裂缝设计不允许,只能是混凝土结构,初始裂缝小于0.05mm[10]

总之,混凝土结构中裂缝的存在是绝对的,裂缝的缺乏是相对的。这就是混凝土结构的抗裂性,裂缝的数量和宽度等参数控制在一定范围内就足够了。现代混凝土微观研究表明,混凝土中微裂缝的扩散程度反映了材料损伤程度,同时微裂缝的存在也是混凝土材料固有的物理特性。

2.2  现浇钢筋混凝土楼板结构裂缝的分类

2.2.1  混凝土的塑性沉降裂缝

当大量使用混凝土混合物时,可能会出现这种裂缝。混凝土混合物中的粗骨料在混凝土初凝前总是自由的。虽然使用振动棒等仪器进行了振动,但内部孔几乎被清除,粗混凝土内部因自身重量缓慢下沉。如果是普通混凝土,内部设置均匀。对于钢筋混凝土结构,内部的粗骨料在混凝土初凝前处于沉降状态,在粗骨料倾斜的过程中,如果钢筋支撑并停止流动,混凝土会跟随钢筋,下一个问题将继续解决,在这种情况下,钢筋的下方将产生内分维数的钢筋,并最终产生裂纹。它的深度通常可达钢筋的表层。

2.2.2  早期混凝土塑性干缩裂缝

一般来说,薄混凝土结构,特别是在现场浇筑的板结构容易出现裂缝。如果结构物的横截面小于或等于300mm,或者混凝土沉降大于100mm,就会出现这种裂缝。如图2.2所示。浇筑混凝土混合物,在振动过程中,内部的水性混凝土混合物会分泌到混凝土表面,形成水泥浆层。因为形成了。水泥合在一起会消耗一部分水。另一部分通过蒸发消耗,特别是在干燥、炎热、多风的季节,其中薄壁结构板的混凝土混合物在空气中更容易因水分损失和收缩而开裂,这种裂缝会更早出现,普通混凝土似乎在刚开始凝固之前就出现了,如果不及时处理和浇水,局部裂缝会导致整个混凝土的开裂。贯穿结构,部分裂缝厚度达到结构的1/3~1/2。对于这些裂缝,如果混凝土没有达到初始冷凝状态,用木抹布重新敲打、打磨、立即覆盖和保存混凝土表面,以消除这些裂缝的产生。在实际施工过程中,只要注意经常发生这种裂缝,早期混凝土中的这种裂缝可以有效避免。

2.2.3  混凝土温差收缩裂缝

在混凝土的渐进硬化过程中,混凝土结构会因各种温度和湿度变化及其他变形而出现应力裂缝,在混凝土内部和外部限制应力的作用下,由于均匀变形而产生的混凝土构件的自身限制应力会在非线性效应中产生局部裂缝,混凝土构件的外部限制应力是相互应力产生的,混凝土结构施工验收规范GB50204-2002明确规定,应根据气候条件采取温控措施,保持大体积混凝土浇筑后,根据需要测量混凝土表面温度和内部温度,使设计要求范围内的温差控制;如果设计没有特别的要求,温差不得超过25°C,在实际建造大型混凝土时,设计一般没有明确的规定,只能通过施工经验进行控制。

图2.2  混凝土表面蜂窝麻面

2.3  混凝土收縮的分类及机理

建筑物在建设、运营期间,经常会发生不同程度或形式的开裂。裂缝的发生并不总是一种工程事故。从功能角度来看,裂纹有两类:有害裂纹和无害裂纹,不同裂纹的处理方法也不同。因此,在处理混凝土裂缝之前,本文首先阐述了裂缝的原因、特性和危害。

水泥基材料的总体积变化主要是由于混凝土内部水分的变化、硅酸盐与水泥基材料的化学作用和热的释放等因素引起的。在此基础上,本项目提出了一种基于水泥基材料的体积变形模型,该模型将其划分为:一是在水泥基材料凝固硬化之前的塑性收缩、硅酸盐卤化热,二是在浇筑时温度上升导致的体积膨胀;二是在混凝土凝固后,因含水量差、内部降温导致的体积收缩。

混凝土体积的变化导致混凝土内部产生拉应力,而拉应力往往会导致裂缝:凝固硬化前的塑性变形会导致混凝土开裂,凝固硬化后的温度应力会导致表面张力,冷却会导致混凝土内部张力,由于水分差引起的干缩会引起裂纹。如果拉应力大于其抗拉强度,则产生裂纹。即,当混凝土体积发生变化并引起内部张力时,混凝土往往会出现裂缝。因此,对混凝土收缩变形的分析和研究应成为裂缝控制的一个主要课题。由于混凝土材料的复杂性及其不同的微观结构,它们对外部影响的反应往往各不相同,混凝土收缩裂缝的原因也会各不相同。收缩裂缝的类型及其产生的原因大致可以从以下几个方面进行讨论。

(1)塑性裂缝

塑性裂缝通常发生在混凝土浇筑后4-15小时左右,分为两种不同的形式:沉降裂缝和收缩裂缝。沉降裂缝主要是由于混凝土下部基础、支架等在塑性状态下的不均匀沉降,制约了混凝土的局部不协调变形。收缩裂缝主要是由于混凝土养护不当,导致混凝土快速干燥造成的。内部水分的蒸发量远大于混凝土的泌水率,在固体粒子的表面上形成毛细拉力。在这种情况下,由于混凝土自身的收缩,使其在较短时间内发生了较大的拉伸变形。混凝土的塑性收缩裂纹普遍存在于混凝土表层,约占1%。塑性收缩裂缝的形状不规则,类似于干燥的河床:它们大多两端较薄,中间较宽,宽度不同。裂缝的深度很浅,并且不相互连接,也称为裂缝,这是非常常见的。

控制此类裂缝的方法主要有:降低水泥水化热,控制水灰比,合理选择搅拌时间和浇筑措施,采取适当的养护措施,防止水分快速蒸发。

(2)沉降收缩裂缝

在混凝土浇注、振捣完成后,所有的集料都处于悬浮状态。当水泥浆的水灰比为0.6时,其质量密度只有集料的1/2。所以,浆液中的集料有减少的趋势,导致新拌混凝土中的水泥向上转移,导致沉降和泌水,并在混凝土中形成垂直体积减少沉降,直到其硬化。当骨料的沉降受到钢筋、模板、预埋件、大骨料颗粒或预制混凝土块的局部阻碍时,就会出现沉降收缩裂缝。泌水现象降低了混凝土的含水量,有利于提高混凝土的强度,然而,流血和定居造成的损害远远超过其贡献。

骨料的下沉和水分的上升将导致钢筋底部形成充满水分的空隙,如图2.3所示,这种充满水的空隙成为钢材腐蚀的主要隐患。不断上升的水分也会留在一些骨料的底部,形成类似于钢筋下部的小空隙。这些空隙导致浆液和骨料分离,对其抗渗性、抗冻性均有较大的影响。当竖向下落过程中,当竖直下落至加固物或其它预埋件的平面处或承受侧向摩擦力时,这一部位的混凝土与周边地区发生了沉降差异,从而引起了顶部的塑性沉陷开裂;通过对大量实际工程的调研表明,在接近地表的横向钢筋之上,最易产生沉陷裂纹,其尺寸与钢筋的直径呈比例关系,而与保护层的厚度呈负相关关系。当保护层的厚度太小时,这种类型的裂缝会沿着钢筋的方向发展,甚至会渗透到钢筋的表面,与沿钢筋横截面形成的裂纹相比,这种类型的纵向裂纹对钢筋的腐蚀影响更大,应防止其发生。

图2.3塑性沉降造成的钢筋底部空隙

图2.4侧向阻力产生的塑性沉降裂缝

3  现浇楼板裂缝产生的原因分析

3.1  设计方面原因

3.1.1  楼板跨度设计过大

这是因为零件的承载力和强度不足,过度变形和裂纹是主要原因。一些设计师为了追求美观和宽敞的房间而设计了大跨度楼层,但支撑和立柱没有得到充分的加固。加固区域中的加固区域过少,导致梁上普遍出现竖向裂缝。板结构中弯矩最大的位置通常出现在跨度的中间,斜裂缝通常出现在剪力最大的位置。通常,从底部开始,有许多靠近支架,大多数以45°角延伸到翼展的中间。

3.1.2  现浇楼板厚度过小,梁柱的节点构造过于复杂

为了降低楼板上的平均织物荷载,一些设计师设计了小于10厘米的楼板厚度,但楼板内的预埋管道非常密集且交叉,预埋管道的混凝土保护层不够厚,导致混凝土管道沿线出现裂缝。此外,还有一些大洞。在砂中铺设梁柱节点时,为了考虑抗震性能,梁柱的钢筋相互弯曲固定,导致一侧钢筋过多过厚,钢筋之间混凝土不足,钢筋沿途开裂。

3.2  混凝土原材料及配比因素

3.2.1  水泥安定性的不良影响

水泥的基本要求是,一旦固化,其体积不会发生太大变化。如果砂水泥填料含有相对较多的石灰,则水泥熟料中的沙子不足,并且氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)以这种玻璃状态存在,导致石膏过多。水泥的水化过程可能会延迟或非常缓慢,并且水泥已经凝固和硬化。为了生产水合产物,水合产物的体积比原始玻璃CaO和MgO大得多。硬化后体积膨胀不均匀,混凝土楼板破裂。

3.2.2  水及骨料中有害杂质对混凝土的腐蚀

水中含有的不纯物质将妨碍水泥凝固、降低其强度、腐蚀钢筋。由于水泥中含有大量的有毒杂质,这些成分在水泥中容易溶解,从而使其强度下降,引起早裂。在碱集料中,硅与碱能与集料中的碱金属(Na2O、K2O)水解生成的羟基进行反应。在骨料表面,碱性硅酸盐胶体会导致骨料界面劣化,凝胶在吸收后膨胀,在混凝土结构中留下裂缝。

3.2.3  混凝土配合比方面的影响

水质中的杂质会阻碍水泥的凝结,破坏混凝土的强度,并且腐蚀了混凝土中的钢筋。由于混凝土中含有大量的有害物质,这些物质在混凝土中溶解,从而使其强度下降,引起早期裂缝。在碱集料中,硅、碱能与集料中的碱(Na2O、K2O)水解生成的羟基进行反应。在骨料表面,碱性硅酸盐胶体会导致骨料界面的恶化,凝胶在吸收后膨胀,在混凝土结构中留下裂缝。

3.3  施工方面因素

3.3.1  混凝土配合比方面的影响

钢筋间距、胶带间距、保护层厚度等现场施工布置不符合设计要求。浇筑后,钢筋会露出,保护层厚度不足。钢筋在与空气接触时会加速碳化反应和裂纹的腐蚀。一些建筑公司追求高利润,降低成本,由于数量不足,模板太多。由于提前脱模,混凝土强度达不到脱模要求,或模板支撑体系薄弱,由于地面荷载的影响地面挠度过大,楼板可能长期开裂。

3.3.2  混凝土施工中过分振捣,模板过于干燥

混凝土的过度振动会导致混凝土离析,导致混凝土胶结材料(主要是水泥)和骨料(砂岩)分离。脱模后,混凝土产生的泥浆通常较少,底部不密实。它们之间的力也很大,这可能会导致裂缝。安装模板前,请先干燥模板,不要使用隔离剂。这将在模板浇筑过程中吸收大量水分,导致混凝土塑性收缩和裂缝。

3.3.3  养护工作不到位

混凝土一旦浇筑,逐渐固化和硬化主要是内部水泥水化热反应的结果,只有在一定的温度和湿度下才能进行,在此过程中需要足够的湿度,并产生大量的热量。如果在此期间不进行养护,由于内外温差的影响,混凝土表面会出现温度裂缝和收缩裂缝。维护问题也是导致裂缝的主要现场施工问题之一。

3.3.4  混凝土间断供应

目前,商品混凝土供应商通常不会向建筑商提供混凝土的初凝和终凝时间。在浇筑过程中,泵车的泵送速度与混凝土的供应速度不匹配,导致成品混凝土积压或及时供应。施工后,我们经常看到混凝土出现裂缝,而这些裂缝本不应该出现。如果不留下建筑裂缝,就不会有足够的钢筋。这主要是因为混凝土供应不及时,第一次浇筑的混凝土超过了初凝时间,但没有达到终凝时间才能重新浇筑,导致“冷裂缝”。

4  现浇楼板裂缝采取的预防控制措施

4.1  设计方面的控制措施

4.1.1  结构选型要合理,梁板配筋要经过验算

在设计过程中,应使用准确的理论计算力学模型,使计算结果接近实际,必须同时考虑美观性和安全性,并进行正确的荷载计算。除强度要求外,还应进行挠度和裂纹检测计算,并选择合适的结构构件截面,钢筋的布置不仅要满足构件阻力的需要,还要便于施工。

4.1.2  要考虑施工实际情况,进行合理的构造设计

为了保证板的内部线形,应适当增加板的厚度,以确保混凝土整体具有足够的刚度。通过增加适当的钢筋比例,能有效地改善混凝土的抗拉性能,并能有效地避免因混凝土自身的收缩而产生大量的应力集中,造成局部的塑性变形。另外,设计标号的混凝土强度不宜太高,且不应超过C30。混凝土浇筑后,应及时在混凝土表面喷涂塑料薄膜,并及时小心维护,见图4.1、图4.2。

图4.1 塑料薄膜

图4.2 塑料薄膜覆盖在楼板表面

4.2  施工准备方面控制措施

4.2.1  严把原材料质量关,控制混凝土配合比

加强水泥稳定性检测。由于水泥是建筑工程中最常用的建筑材料,直接影响工程质量,不合格水泥的稳定性具有一定的隐蔽性。因此,如果不进行测试,通常很难找到它。因此,水泥进入施工现场后,必须首先进行取样和测试。每批水泥必须至少取样一次,且样品必须具有代表性。采样后,应及时送检测单位进行检测。潜在的安全问题应优先预防。否则,问题发生时将很难解决。施工前,应反复试验混凝土配合比,选择最合理的配合比。合理使用骨料级配可以降低粗骨料的孔隙率。如果使用货物混凝土,还将经常访问现场的混凝土制造商,了解原材料的掌握情况,控制混凝土的质量。

4.2.2  控制水、砂石原材料质量

为了防止水及集料中有害物质对混凝土的侵蚀,应严格控制拌和水、防腐剂水及混凝土集料中硫、硫酸根的含量。混凝土中硫酸根是引起钢筋锈蚀的一个重要原因,所以在水泥中,水泥、集料中硫的含量必须满足相关规定。水的pH值也应符合规范要求,不得低于4。在预防和控制原材料质量的同时,消除或减少碱骨料的反应,一旦发生,混凝土的破坏将是致命的。

4.3  施工过程中的控制措施

4.3.1  保证钢筋位置正确,模板及支架满足施工要求

钢筋骨架应定期用箍筋牢固连接和支撑,主杆和箍筋的间距应符合设计要求。为了保证钢筋保护层的厚度,可以制作一定数量的砂浆垫块,厚度从3到5cm不等,在将钢筋放置在基板上之前,将适当数量的砂浆垫块放置在一定距离处。浇筑模板检查健康状况,及时更新不合格,浇筑模板前清洁并涂抹保温剂,浇筑混凝土前应检查模板支架是否坚固,浇筑大容量混凝土以检查支架承载能力是否符合要求,防止混凝土板中间因支架变形而下垂,土壤出现弯曲现象,进而导致裂缝。

图4.3 混凝土楼板覆盖保温层

4.3.2  加强检查现场混凝土的坍落度

不管是商用混凝土还是预拌混凝土,每个混凝土批次或工作人员在浇筑前都要接受专业人员的沉降检查和施工记录。如果在一段时间内对浇筑混凝土有疑问,可随时进行检查,技术单元内不得使用所需混凝土,泵送混凝土的水灰比宜为0.4~0.6,当混凝土的沉降基本一致时,可采用掺加料减小混凝土的收缩,从而降低耗水量。

4.3.3  加强振捣工艺的控制

在浇注时,要尽可能地充分地振捣,以便能紧密地排列在一起,将内部的空气排出,从而提高混凝土的密实度;因此,对改善抗裂性能有一定的帮助。但什么也不能过,若震动过大,粗石将下陷;在混凝土的表层,会产生较大的收缩,而在其表层,则会产生一种泌水的现象。混凝土的泌水率会渗入到更多的毛孔之中,从而加快了汗孔中的水分的蒸发,当水分被蒸发的时候,就很容易出现裂纹。

4.3.4  保证混凝土连续浇筑

在浇注时,要做到连续浇注,尤其是大体积混凝土,要有配套的运输车;在施工过程中,要充分考虑施工过程中的交通情况,做好人员、设备和外部的协调,力求把各个环节都控制好,保证砼的连续浇筑。如有必要,应尽量避开施工接缝,如必须要施工接缝应制定处理混凝土表面的特定方案。

4.4  施工管理的控制措施

4.4.1  合理安排工期,科学组织楼层施工作业计划

施工计划要科学合理,保证施工连续性,保证浇筑地面后所需的维护(通常24小时以上)。各主体建筑各层各层的建设进度要控制在6~7日以内。在地表混凝土浇注24 h之前,可对测量,定位,拉索等进行准备,最多只能让立柱上的钢筋进行焊接作业,不得将大块物料吊出或移走,以免产生震动。一天后,首先将钢筋的粘结活动分成少量,进行轻量收缩和轻量布置,可以控制和降低冲击振动力。第三天,您可以开始提起和卸下散装材料,例如钢管,然后在地板壁板和模板地板上工作。

4.4.2  加强施工现场的管理

施工单位各岗位人员各负责任,技术人员认真理解设计意图,进行现场技术讲解、技术复核,针对比较复杂的部位制定专项施工方案,项目经理认为质量保证措施是否恰当,责任制是否落实到人,要检验工艺控制的合理性等,消除人为因素引起的质量问题。

5  工程实例

5.1  某小区现浇楼板裂缝分析和处理

5.1.1  工程概况

上海市某小区24#住宅楼主体结构为五层钢筋混凝土框架结构,该住宅楼共分五个单元,采用一梯两户的建筑平面布置形式。设计混凝土强度等级为C25,钢筋强度等级为I级、II级。楼(屋面)板均采用钢筋混凝土现浇板,其中大开间板厚为120mm,其余板厚为100mm。该工程在主体竣工时,发现部分楼板出现形状不规则的可见裂缝,开裂严重的楼板裂缝上下贯通。

5.2  裂缝分析及检测

根据对该工程地面开裂情况的初步调查结果,结合板的位置和板的尺寸大小,根据地板开裂的外观程度,将出现裂缝的地面分为A、B、C三个等级分别进行检测,其中A级最严重,裂缝分布较密裂缝宽度已超过规范规定的正常使用要求,B级次的,有明显可见裂缝,但裂缝分布较稀疏,裂缝宽度小于规范规定的正常使用要求,C级轻,未发现明显裂缝或细丝裂缝,该工程混凝土地面检测鉴定的内容主要包括:

5.2.1  裂缝的分析

施工板采用钢筋混凝土现场浇筑,现场调查表明,部分地板存在贯通裂缝和分布不规则,长宽不均,3层或4层地板裂缝相对严重。地板有裂缝居住者占住房总数的20-25%,首先根据上述划分原则根据裂缝情况对地板进行分类。

图1、图2说明了存在裂纹的楼板外观的一般情况,以便检测楼板内部混凝土的裂纹状态,分析混凝土裂纹的原因,分别根据表面裂纹严重程度A、B、C,对钻芯取样和楼板检查。图3至图6显示了相应位置的钻孔芯部分取样和混凝土板内部裂纹,其中图3和图4为a级裂纹照片,图5为B级裂纹照片和图6为C级裂纹照片。

图5.1 楼板表面的大面积裂缝

图5.2 楼板底部的可见裂缝

图5.3为A级裂缝

图5.4 芯样2

图5.3 芯样3

图5.4  芯样4

由照片3~6可以看出,开裂较为严重的楼板,其内部裂缝比表面更严重,而且裂缝上下贯通。从裂缝的分布情况以及钻芯样品暴露的情况看,混凝土水灰比较大、和易性差,振捣不均匀、不密实,混凝土泌水大,拆模偏早是混凝土楼板裂缝的主要原因。

5.2.2  检验梁、板的混凝土强度

对开裂集中的三、四层,抽取部分梁、板,采用回弹法检测了混凝土强度,每层选取四处,每处抽测五十个点。由检测数据看,抽检的梁和板混凝土强度等级部分低于原设计要求。

5.2.3  楼板中钢筋的位置、型号、规格、保护层厚度检测

使用钢筋扫描仪进行现场检测,检测结果表明,抽检板的板内钢筋位置、钢筋间距(100-150mm)、保护层厚度等均满足设计和规范要求。

5.2.4  楼板的承载能力与短期荷载作用下的变形性能检测

试验楼板在短期荷载下的承载力和变形特性。检验采用静载荷法,静载荷为水载荷,变形采用位移传感器检验,数据采集与记录采用IMP数据采集系统。现场静载试验表明:(1)在短期荷载作用下,各楼板类型的最大变形小于规范规定的正常使用条件下允许的变形。(2)试验观察所有类型地板裂缝的发展,观察表明所有类型地板裂缝的宽度没有显著增加,裂缝长度没有继续发展,也没有出现新裂缝。(3)荷载设计荷载达到规范规定的承载能力极限状态时,混凝土地面未出现裂缝明显增加、混凝土压缩面积破碎、地面变形明显增加等现象。在保持载荷连续作用24小时后,变形不显著增加,各板残留变形小。

结  论

总之,造成房屋外壁渗漏问题的因素是复杂多样的,文章试图从主体到装饰这一环节,对造成墙体渗漏的各个环节进行了较为综合的剖析,并针对其形成的原因,在施工中对各个工艺环节进行了层层把关;从主体工程入手,从严治理渗漏,成因明确,采取针对性强,预防效果好的措施,降低外墙渗漏发生的质量通病。


致  谢

论文写到这里,终于来到了尾声,同时也意味着我即将要告别这座充满灵气和美好的校园,希望以后我能在未来的学习工作中,依然不忘初心,继续努力。非常感谢我的导师,导师教会了我学术渊博,待人随和。无论是在学术、工作还是生活中,导师都尽心尽力,不厌其烦地给予我很多建议。他告诉我,万事开头难,凡事都要先努力去做,然后再去修缮结果,不要被自己打败。论文也是如此,在写作的初期,我迟迟定不下提纲,想写得太多又担心自己没有能力完成,导师反复与我沟通,帮我抠细节分析可行性,解答了我很多困惑。在工作上,导师也结合自身丰富的经验,给我的职业规划提出很多建议。在此,我想对导师说一句:导师,您辛苦了!


参考文献

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