1. 引言 为了有效控制裂缝必须分析清楚裂缝产生的各种原因从而采取相应的预防控制措施。本文通过分析房屋结构的功能并从结构的材料力学性能比较系统的分析各种可能产生裂缝的原因把原因和控制措施紧密结合,并结合实际进行分析。 2. 房屋的结构功能 钢筋混凝土框架结构: 钢筋混凝土框架结构采用梁、柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑承重骨架的结构。层盖、楼板上的荷载通过板传递给梁,由梁传递到柱,由柱传递到基础。钢筋混泥土框架结构房屋具有较好的抗震性能、耐火性、抗拉压性能。 钢筋混凝土梁柱:混凝土承压能力较强,钢筋受拉能力较强,混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势。 3. 钢筋混凝土裂缝成因分析与控制 3.1钢筋混凝土裂缝成因 混凝土养护:混凝土在养护时期养护不及时,使混凝土养护初期过早脱水,使混凝土出现干缩,后期养护不够,使混凝土碳化加剧,造成碳化收缩。初期养护的时间愈短,混凝土的收缩愈大,以自然养护7天为标准。自然养护3天混凝土收缩约增加9%,自然养护14天混凝土收缩约减少7%,当初始养护期超过14天,混凝土收缩不再随养护期减少。 混凝土制备施工方面:外加剂拌合不均匀导致外加剂损失较大,不能充分发挥作用;混凝土搅拌时间不足;粗、细骨料及拌合水入仓温度偏高,使得浇筑温度过高;搅拌和运输时间过长,使混凝土拌合物出现离析、泌水和沉陷;泵送混凝土,因流动性要求高,过量增用水泥和水;浇筑顺序不合理,出现施工“冷缝”或施工缝处理不当;浇筑速度过快,捣固不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水;混凝土终凝前钢筋被扰动;混凝土浇筑过程中,未能很好地保护楼板负筋,使截面有效高度减小;混凝土保护层过薄或保护层处集料过少。 混凝土的配筋:在受力需要的配筋率较低的情况下,如各种地下现浇钢筋混凝土结构及设备基础对付温度收缩的构造配筋率一般为0.15%~0.3%,此时自约束应力很小,可以忽略不计。然而当配筋比较高时,例如配筋率高达5%~10%的轴心受拉构件,约束应力较大,有时课导致构件开裂。在低配筋率的条件下,构件的抗裂性,随钢筋与混凝土抗拉刚度比(EsAs/EcAc)的提高而提高,相当于减少混凝土收缩值。与无筋混凝土相比,当(EsAs/EcAc)=0.1,约减少24%;当(EsAs/EcAc)=0.25,约减少45%。 模板施工因素:由于楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大;施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移;拆模过早,混凝土硬化前过早承载或受到振动;模板漏浆、渗水。 装修方面:楼屋面板内预埋管线铺设不当引起裂缝。现在安装电线及水管一般采用PVC 管, 由于PVC 管直径较大, 集中上、下交叠铺设使集散口的混凝土截面大量削弱; PVC 管弹性较大, 在浇捣混凝土时受重力的影响下沉, 直接影响底部钢筋下沉使钢筋保护层变薄, 可能造成板面沿管线长度方向出现裂缝。此外设计方案不合理、施工质量差和监督失控通常也是重要的裂缝成因。 3.2 钢筋混凝土结构在施工与使用阶段裂后控制 控制施工和选材料:胶凝材料宜采用水化热较低的水泥, 不宜采用早强水泥, 以降低早期温升。适当减少水泥用量, 减少收缩。为改善混凝土拌和物的工作性能, 可以适量掺入粉煤灰等;细骨料宜采用级配良好的中、粗砂, 细度模数> 2. 6, 砂率控制在40%左右。粗骨料同样应采用级配良好的碎石或卵石;为降低收缩和减少混凝土拌和物的离析和泌水, 保证混凝土工作度的前提下, 用水量不宜过大。为此, 可以加入适量的减水剂, 使用减水剂还可以降低混凝土早期的早期温升;为了降低混凝土收缩引起的裂缝, 宜掺入具有补偿收缩并增强抗裂性能的膨胀剂, 一般可以掺入水泥用量的10%左右;称重应严格按配合比的要求, 不能用小车计量, 注意砂、石子含水率的测定, 并在用水量中扣除该部分水。商品混凝土运输到施工现场后, 在搅拌车内应快速搅拌10s, 然后测定塌落度, 如因运输距离太长或交通堵塞等原因致使运输时间过长, 和易性下降, 可在技术人员指导下掺入一定量的减水剂;混凝土入模时, 自由倾落高度不宜> 2m;支模应牢固, 变形小。钢模板用对拉锚固筋时, 切断时间应尽量短。浇注前用水湿润溜槽和模板。控制好拆模时间; 养护时采用顶底板蓄水养护, 先浇注的混凝土初凝后, 立即覆盖湿麻袋养护, 待混凝土全部初凝后, 蓄水养护8~ 10d, 侧墙可挂草帘或麻袋淋水养护, 每隔2~ 4h 淋湿一次, 养护时间应超过一周。 表面涂抹处理:涂抹以涂为主, 在裂缝表面涂抹新型合成高分子防水涂料,这种涂料是用合成橡胶或合成树指作为成膜材料, 效果较好。目前常用的有聚氨脂, 环氧防水涂料。 封堵:在干燥的自然环境下可选用的材料很多, 如高分子涂料, 聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的水泥砂浆等。在渗漏潮湿环境下则必须先封堵进行表面再处理, 封堵须用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料。 嵌缝:在裂缝处凿八字形槽, 并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。目前, 常用的传统嵌填材料有塑性材料, 刚性材料等, 塑性材料有聚氯乙烯胶泥和塑料油膏等。 灌浆:将化学材料配制的浆液, 用压力设备灌注入裂缝, 达到扩散、凝固堵漏加固目的。目前可供灌浆的化学材料较多, 如丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等。它们可压入很细小的混凝土裂缝中。 4. 结论 房屋建筑框架结构主要是钢筋混凝土结构,钢筋混凝土是房屋的主要承重结构,裂缝的存在低建筑结构的承载力、刚度、稳定性、整体性、耐久性和抗震性,混凝土的选材和施工要严格按照要求,管理和设计要合理,还要注重混凝土的养护和钢筋配比,在施工前控制裂缝的产生十分重要。 裂缝的形成原因多种多样,房屋建筑难免会有裂缝的存在,理性对待裂缝的存在,采取合理方法控制裂缝,随着技术发展能通过裂缝准确预测房屋的寿命。
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