5.4 摻粉煤灰、礦渣粉及泵送緩凝減水劑對(duì)收縮值的影響
采用“等量取代法”按一定的取代率,摻入等體積的粉煤灰或礦渣粉取代水泥配制粉煤灰砼或礦渣砼,或是采用“超量取代法”按一定的取代率,一部分粉煤灰、礦渣粉取代等體積水泥,超量部分則取代等體積砂子配制粉煤灰砼或礦渣砼。不但可以節(jié)約水泥10~15%,而且在一系列性能方面都可獲得改善,由于水泥用量大幅度減少,再配合緩凝減水劑,降低了用水量,推遲了凝結(jié)硬化時(shí)間,化學(xué)反應(yīng)的自縮值明顯減少,在高強(qiáng)度砼中,效果更為明顯,實(shí)踐證明,摻此類外摻料是減少收縮的重要途徑之一。
6. 住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的成因綜合分析
針對(duì)住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫,經(jīng)過(guò)對(duì)各種影響因素的對(duì)比分析,認(rèn)為:
6.1 現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫主要由砼溫度變形和收縮變形引起的。鋼筋砼梁、柱、墻、板等構(gòu)件共同處在同一個(gè)大氣環(huán)境中,當(dāng)環(huán)境的溫度和濕度變化時(shí),這些構(gòu)件的砼相應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生溫度變形和收縮變形。由于體型上的差異,板的體積與表面積的比值較小,砼的收縮變形較大,具體地說(shuō),在水平方向上樓板的收縮變形一般均超前于(或大于)梁、柱、墻,使板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力,梁內(nèi)呈壓應(yīng)力。
另一方面是外縱墻與山墻在外界氣溫的影響下,經(jīng)歷熱脹和冷縮的反復(fù)作用。它們的溫差合力對(duì)房間沿外墻角部樓板將產(chǎn)生較大的主拉應(yīng)力。
以上兩個(gè)作用力的疊加,對(duì)板形成最不利狀態(tài)的時(shí)候,當(dāng)板內(nèi)拉應(yīng)力超過(guò)了砼的抗拉強(qiáng)度,并且樓板變形大于配筋后砼的極限拉伸的時(shí)候,樓板內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
裂縫的位置取決于兩個(gè)因素,一是約束,二是抗拉能力。對(duì)樓板來(lái)說(shuō)約束的位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處。因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻的剛度,它對(duì)樓板形成的約束也,同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響,樓板屬收縮變形的部位。一般情況下板內(nèi)配筋都按平行于板的兩條相鄰邊而設(shè)置,也就是說(shuō)轉(zhuǎn)角處夾角平分線方向的抗拉能力最薄弱。故大多數(shù)板上裂縫都出現(xiàn)在沿外墻轉(zhuǎn)角處,而呈45°斜向。
6.2 當(dāng)前工程施工中現(xiàn)澆鋼筋砼樓板的砼普遍采用泵送砼,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比較大,石子半徑又比較小,砼的收縮值比過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)拌制的砼要大,為了抵抗樓板內(nèi)受不均勻溫差和收縮的影響而出現(xiàn)局部的應(yīng)力集中,若外墻轉(zhuǎn)角處樓板只按常規(guī)配筋,已經(jīng)不能適應(yīng)這種變化了的條件的實(shí)況。
6.3 樓板內(nèi)埋設(shè)電線套管,特別是近年來(lái)普遍推廣使用PVC管代替金屬管以后,使板內(nèi)有效截面受到不同程度的削弱,以板厚100mm為例,若埋設(shè)Φ20mmPVC電線套管,當(dāng)該管垂直于板跨方向鋪設(shè)時(shí),則該處砼受拉截面減少1/5,又因該管與砼的線脹系數(shù)不一致,粘結(jié)效果差,這時(shí)沿電線套管埋設(shè)方向就有可能因?yàn)閼?yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫。
6.4 由于施工安排不當(dāng),樓板近支座處的負(fù)彎矩鋼筋常常被操作人員踩踏下沉,又沒(méi)有得到及時(shí)糾正,使其不能有效發(fā)揮抵抗彎矩的作用。更有甚者,個(gè)別施工單位為了迎合發(fā)展商不合理的工期要求,片面地追求施工進(jìn)度,樓板砼還沒(méi)有達(dá)到足夠的強(qiáng)度,就迫不及待地上人操作和堆重載,使其產(chǎn)生過(guò)大的變形,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生等等。
7. 控制現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的對(duì)策
怎樣控制這些裂縫的開(kāi)展是工程界近年來(lái)遇到的新問(wèn)題,各有關(guān)單位應(yīng)建立起控制鋼筋砼樓板裂縫的觀念,認(rèn)真領(lǐng)會(huì)有關(guān)規(guī)范中控制裂縫開(kāi)展條文的內(nèi)涵,主動(dòng)采取技術(shù)措施和管理措施,共同把這些裂縫控制在規(guī)范允許寬度內(nèi),保證房屋的正常使用和安全性。應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩方面采取相應(yīng)對(duì)策:
7.1 設(shè)計(jì)方面的對(duì)策
7.1.1 嚴(yán)格遵守《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)中伸縮縫間距的條文。
7.1.2 對(duì)于房屋四大角處位于轉(zhuǎn)角處房間的現(xiàn)澆鋼筋砼樓板,設(shè)計(jì)上應(yīng)采取一些比常規(guī)更高的技術(shù)措施。例如:適當(dāng)增加板厚,提高板的配筋,增配角部放射鋼筋或?qū)峭ㄩL(zhǎng)加強(qiáng)筋的方式,采用“細(xì)筋密筋”的配筋方式或采用冷軌帶肋鋼筋,提高板的抗裂形。
7.1.3 設(shè)計(jì)上考慮樓板內(nèi)PVC電線套管只允許平行于樓板受力方向(或雙向板的短邊方向)埋設(shè);埋在樓板內(nèi)的PVC電線套管上下部位應(yīng)加鋪寬度不小于400㎜的鋼絲網(wǎng)片作為補(bǔ)強(qiáng)措施。
7.1.4 引入高性能砼中的高耐久性的觀念:例如:應(yīng)用“雙摻技術(shù)”盡量減少砼配合比中的水泥用量;采用鋼纖維砼,以提高砼抗拉強(qiáng)度;研究開(kāi)發(fā)泵送條件下的低收縮率的干硬性砼,專門用在現(xiàn)澆鋼筋砼樓板工程上。
7.1.5 在施工圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明中應(yīng)提出要求施工單位采取控制裂縫的具體措施。
7.2 施工方面的對(duì)策
7.2.1 應(yīng)優(yōu)先選用普遍硅酸鹽水泥;應(yīng)使用級(jí)配良好,含泥量符合標(biāo)準(zhǔn)的砂石料;應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠盟?、砂率和坍落度;?yīng)控制砼強(qiáng)度不過(guò)于偏高并有較小的標(biāo)準(zhǔn)差。
7.2.2 應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)的有關(guān)條文規(guī)定進(jìn)行模板設(shè)計(jì)和模板拆除,以及砼養(yǎng)護(hù)。
7.2.3 嚴(yán)格施工管理,澆搗樓板砼時(shí)必須鋪設(shè)操作平臺(tái),防止施工操作人員直接踩踏上皮負(fù)彎矩鋼筋。同時(shí)加強(qiáng)澆搗樓板砼整個(gè)過(guò)程中的鋼筋看護(hù),隨時(shí)將位置偏移的鋼筋復(fù)位,確保其位置準(zhǔn)確。
7.2.4 施工速度應(yīng)建立在嚴(yán)密的科學(xué)組織的基礎(chǔ)上。應(yīng)該堅(jiān)決摒棄違反科學(xué)的蠻干的做法。只有這樣,才能使當(dāng)前樓板結(jié)構(gòu)裂縫的多發(fā)性、普遍性這一質(zhì)量頑癥得到有效遏制。
8. 裂縫的處理方法
當(dāng)樓板出現(xiàn)裂縫后,應(yīng)由建設(shè)單位牽頭,各有關(guān)單位一起檢查房屋是否有不均勻沉降,樓板的設(shè)計(jì)是否有不妥之處;其次應(yīng)檢查板的厚度、鋼筋位置,砼強(qiáng)度是否符合要求。畫出各層樓板裂縫分布圖,標(biāo)明裂縫的走向、長(zhǎng)度和寬度,共同分析開(kāi)裂原因。當(dāng)確認(rèn)裂縫是由于砼收縮引起的后:
8.1 裂縫細(xì)且貫通,可以不作處理。
8.2 如果裂縫較細(xì)且已滲漏,可只做補(bǔ)漏處理;若裂縫所在房間無(wú)用水功能,可僅做密閉處理,防止裂縫處受力鋼筋銹蝕、降低承載力。
8.3 如果裂縫較長(zhǎng)、較寬且可能影響樓板承載能力時(shí),必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。具體措施是采用“化學(xué)灌漿法”,如采用膨脹水泥、硫磺膠泥等“嵌縫堵漏法”,或者參照一些加固處理的新材料、新工藝做相應(yīng)處理。
采用“等量取代法”按一定的取代率,摻入等體積的粉煤灰或礦渣粉取代水泥配制粉煤灰砼或礦渣砼,或是采用“超量取代法”按一定的取代率,一部分粉煤灰、礦渣粉取代等體積水泥,超量部分則取代等體積砂子配制粉煤灰砼或礦渣砼。不但可以節(jié)約水泥10~15%,而且在一系列性能方面都可獲得改善,由于水泥用量大幅度減少,再配合緩凝減水劑,降低了用水量,推遲了凝結(jié)硬化時(shí)間,化學(xué)反應(yīng)的自縮值明顯減少,在高強(qiáng)度砼中,效果更為明顯,實(shí)踐證明,摻此類外摻料是減少收縮的重要途徑之一。
6. 住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的成因綜合分析
針對(duì)住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫,經(jīng)過(guò)對(duì)各種影響因素的對(duì)比分析,認(rèn)為:
6.1 現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫主要由砼溫度變形和收縮變形引起的。鋼筋砼梁、柱、墻、板等構(gòu)件共同處在同一個(gè)大氣環(huán)境中,當(dāng)環(huán)境的溫度和濕度變化時(shí),這些構(gòu)件的砼相應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生溫度變形和收縮變形。由于體型上的差異,板的體積與表面積的比值較小,砼的收縮變形較大,具體地說(shuō),在水平方向上樓板的收縮變形一般均超前于(或大于)梁、柱、墻,使板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力,梁內(nèi)呈壓應(yīng)力。
另一方面是外縱墻與山墻在外界氣溫的影響下,經(jīng)歷熱脹和冷縮的反復(fù)作用。它們的溫差合力對(duì)房間沿外墻角部樓板將產(chǎn)生較大的主拉應(yīng)力。
以上兩個(gè)作用力的疊加,對(duì)板形成最不利狀態(tài)的時(shí)候,當(dāng)板內(nèi)拉應(yīng)力超過(guò)了砼的抗拉強(qiáng)度,并且樓板變形大于配筋后砼的極限拉伸的時(shí)候,樓板內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
裂縫的位置取決于兩個(gè)因素,一是約束,二是抗拉能力。對(duì)樓板來(lái)說(shuō)約束的位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處。因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻的剛度,它對(duì)樓板形成的約束也,同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響,樓板屬收縮變形的部位。一般情況下板內(nèi)配筋都按平行于板的兩條相鄰邊而設(shè)置,也就是說(shuō)轉(zhuǎn)角處夾角平分線方向的抗拉能力最薄弱。故大多數(shù)板上裂縫都出現(xiàn)在沿外墻轉(zhuǎn)角處,而呈45°斜向。
6.2 當(dāng)前工程施工中現(xiàn)澆鋼筋砼樓板的砼普遍采用泵送砼,其水泥用量、水灰比、坍落度等都比較大,石子半徑又比較小,砼的收縮值比過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)拌制的砼要大,為了抵抗樓板內(nèi)受不均勻溫差和收縮的影響而出現(xiàn)局部的應(yīng)力集中,若外墻轉(zhuǎn)角處樓板只按常規(guī)配筋,已經(jīng)不能適應(yīng)這種變化了的條件的實(shí)況。
6.3 樓板內(nèi)埋設(shè)電線套管,特別是近年來(lái)普遍推廣使用PVC管代替金屬管以后,使板內(nèi)有效截面受到不同程度的削弱,以板厚100mm為例,若埋設(shè)Φ20mmPVC電線套管,當(dāng)該管垂直于板跨方向鋪設(shè)時(shí),則該處砼受拉截面減少1/5,又因該管與砼的線脹系數(shù)不一致,粘結(jié)效果差,這時(shí)沿電線套管埋設(shè)方向就有可能因?yàn)閼?yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫。
6.4 由于施工安排不當(dāng),樓板近支座處的負(fù)彎矩鋼筋常常被操作人員踩踏下沉,又沒(méi)有得到及時(shí)糾正,使其不能有效發(fā)揮抵抗彎矩的作用。更有甚者,個(gè)別施工單位為了迎合發(fā)展商不合理的工期要求,片面地追求施工進(jìn)度,樓板砼還沒(méi)有達(dá)到足夠的強(qiáng)度,就迫不及待地上人操作和堆重載,使其產(chǎn)生過(guò)大的變形,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生等等。
7. 控制現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的對(duì)策
怎樣控制這些裂縫的開(kāi)展是工程界近年來(lái)遇到的新問(wèn)題,各有關(guān)單位應(yīng)建立起控制鋼筋砼樓板裂縫的觀念,認(rèn)真領(lǐng)會(huì)有關(guān)規(guī)范中控制裂縫開(kāi)展條文的內(nèi)涵,主動(dòng)采取技術(shù)措施和管理措施,共同把這些裂縫控制在規(guī)范允許寬度內(nèi),保證房屋的正常使用和安全性。應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩方面采取相應(yīng)對(duì)策:
7.1 設(shè)計(jì)方面的對(duì)策
7.1.1 嚴(yán)格遵守《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)中伸縮縫間距的條文。
7.1.2 對(duì)于房屋四大角處位于轉(zhuǎn)角處房間的現(xiàn)澆鋼筋砼樓板,設(shè)計(jì)上應(yīng)采取一些比常規(guī)更高的技術(shù)措施。例如:適當(dāng)增加板厚,提高板的配筋,增配角部放射鋼筋或?qū)峭ㄩL(zhǎng)加強(qiáng)筋的方式,采用“細(xì)筋密筋”的配筋方式或采用冷軌帶肋鋼筋,提高板的抗裂形。
7.1.3 設(shè)計(jì)上考慮樓板內(nèi)PVC電線套管只允許平行于樓板受力方向(或雙向板的短邊方向)埋設(shè);埋在樓板內(nèi)的PVC電線套管上下部位應(yīng)加鋪寬度不小于400㎜的鋼絲網(wǎng)片作為補(bǔ)強(qiáng)措施。
7.1.4 引入高性能砼中的高耐久性的觀念:例如:應(yīng)用“雙摻技術(shù)”盡量減少砼配合比中的水泥用量;采用鋼纖維砼,以提高砼抗拉強(qiáng)度;研究開(kāi)發(fā)泵送條件下的低收縮率的干硬性砼,專門用在現(xiàn)澆鋼筋砼樓板工程上。
7.1.5 在施工圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明中應(yīng)提出要求施工單位采取控制裂縫的具體措施。
7.2 施工方面的對(duì)策
7.2.1 應(yīng)優(yōu)先選用普遍硅酸鹽水泥;應(yīng)使用級(jí)配良好,含泥量符合標(biāo)準(zhǔn)的砂石料;應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)挠盟?、砂率和坍落度;?yīng)控制砼強(qiáng)度不過(guò)于偏高并有較小的標(biāo)準(zhǔn)差。
7.2.2 應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)的有關(guān)條文規(guī)定進(jìn)行模板設(shè)計(jì)和模板拆除,以及砼養(yǎng)護(hù)。
7.2.3 嚴(yán)格施工管理,澆搗樓板砼時(shí)必須鋪設(shè)操作平臺(tái),防止施工操作人員直接踩踏上皮負(fù)彎矩鋼筋。同時(shí)加強(qiáng)澆搗樓板砼整個(gè)過(guò)程中的鋼筋看護(hù),隨時(shí)將位置偏移的鋼筋復(fù)位,確保其位置準(zhǔn)確。
7.2.4 施工速度應(yīng)建立在嚴(yán)密的科學(xué)組織的基礎(chǔ)上。應(yīng)該堅(jiān)決摒棄違反科學(xué)的蠻干的做法。只有這樣,才能使當(dāng)前樓板結(jié)構(gòu)裂縫的多發(fā)性、普遍性這一質(zhì)量頑癥得到有效遏制。
8. 裂縫的處理方法
當(dāng)樓板出現(xiàn)裂縫后,應(yīng)由建設(shè)單位牽頭,各有關(guān)單位一起檢查房屋是否有不均勻沉降,樓板的設(shè)計(jì)是否有不妥之處;其次應(yīng)檢查板的厚度、鋼筋位置,砼強(qiáng)度是否符合要求。畫出各層樓板裂縫分布圖,標(biāo)明裂縫的走向、長(zhǎng)度和寬度,共同分析開(kāi)裂原因。當(dāng)確認(rèn)裂縫是由于砼收縮引起的后:
8.1 裂縫細(xì)且貫通,可以不作處理。
8.2 如果裂縫較細(xì)且已滲漏,可只做補(bǔ)漏處理;若裂縫所在房間無(wú)用水功能,可僅做密閉處理,防止裂縫處受力鋼筋銹蝕、降低承載力。
8.3 如果裂縫較長(zhǎng)、較寬且可能影響樓板承載能力時(shí),必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。具體措施是采用“化學(xué)灌漿法”,如采用膨脹水泥、硫磺膠泥等“嵌縫堵漏法”,或者參照一些加固處理的新材料、新工藝做相應(yīng)處理。