細(xì)石混凝土地面裂縫的分析及防治探討

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摘要:本文通過細(xì)石混凝土地面大面積的施工中出現(xiàn)的裂縫分析，揭示了混凝土收縮和基層變化對混凝土面層的影響，提出了針對大面積混凝土地面施工防裂措施。

　　 關(guān)鍵詞：細(xì)石混凝土 裂縫 干燥收縮 溫度應(yīng)力 分格縫   —、前言在工業(yè)與民用   建筑工程中細(xì)石混凝土被廣泛應(yīng)用，一般主要用廠房、車庫、設(shè)備機(jī)房等部位的地面裝修，這種地面造價(jià)低，耐久性能好，施工速度快，取材容易。但大面積細(xì)石混凝土地面若設(shè)計(jì)，施工不當(dāng)，極容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，輕則影響觀感質(zhì)量，嚴(yán)重的可能影響使用功能。其中地面裂縫是大面積細(xì)石混凝土地面的最主要通病之一。 　　導(dǎo)致細(xì)石混凝土地面裂縫的因素很多，表現(xiàn)形式多種多樣，工程意義各有所不同。按裂縫的起因主要有兩種：一是混凝土地本身收縮變形的約束裂縫，另一種是混凝土地面基層變化引起的裂縫。 　　 二、細(xì)石混凝土地面收縮裂縫分析   細(xì)石混凝土地面收縮是由于混凝土收縮變形受到約束所引起，其中主要有混凝土塑性沉縮裂縫、混凝土干燥收縮變形裂縫、溫度脹縮變形裂縫等。 　　2.1 塑性沉縮裂縫 塑性沉縮裂縫是混凝土的一種早期裂縫，即在澆注完混凝土 4～15 小時(shí)左右，水泥水化反應(yīng)劇烈，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起失水收縮。尤其在變截面處易發(fā)生劇烈收縮，此時(shí)骨料與膠合料之間也產(chǎn)生不均勻的沉縮變形。水分大量蒸發(fā)引起的混凝土塑性沉縮裂縫與沉凝土的流態(tài)有關(guān)，一般流態(tài)越大，越容易引起沉縮裂縫。塑性沉縮裂縫發(fā)生時(shí)，在混凝土表面出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的裂縫，裂縫中部較寬，兩端較窄，呈梭形。對于混凝土地面，裂縫常出現(xiàn)在混凝土厚度變化處或管線敷設(shè)處。如果混凝土水灰比過大，水泥用量大，摻和料保水性差，粗骨料少，用水量大，振搗不良，環(huán)境氣溫高，養(yǎng)護(hù)不足表面失水能導(dǎo)致混凝土?xí)霈F(xiàn)塑性沉縮裂縫。為了避免混凝土出現(xiàn)塑性裂縫，可在混凝土還處在塑性狀態(tài)時(shí)，適時(shí)予以拍打，促其表面裂縫閉合，恢復(fù)整體性。 　　2.2 干燥收縮裂縫 混凝土澆筑完畢要經(jīng)過一定濕養(yǎng)護(hù)期，在此期間因飽含水分而體積基本不變。以后混凝土在空氣中，逐漸硬化，水分散發(fā)，體積發(fā)生收縮。混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石的脫水收縮，其中最大收縮是發(fā)生在第一次干燥之后，以后逐漸減慢，大部分收縮在齡期 3 個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)，但齡期超過 20 年后收縮仍不會(huì)中止。當(dāng)混凝土的收縮應(yīng)變超過結(jié)構(gòu)的軸心受拉峰值應(yīng)變時(shí)，混凝土內(nèi)部和表面就會(huì)形成裂縫，隨著應(yīng)變的增加，裂縫也隨之發(fā)展。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)很薄，混凝土地面收縮裂縫一般是貫穿性裂縫。 　　影響混凝土的收縮變形的主要因素有以下幾個(gè)方面：①水泥的品種和用量。不同品種和質(zhì)量的水泥，收縮變形值不等，如早強(qiáng)水泥比普通水泥的收縮約大 10%，混凝土中的水泥用量和水灰比越大，收縮量越大。 　　②混凝土骨料的性質(zhì)料徑和含量。 　　骨料含量大，彈性模量值高者，收縮越小，料徑大者，對水泥漿收縮的約束大，且達(dá)到相同稠度所需的用水量少，收縮量也小。③養(yǎng)護(hù)條件。及時(shí)完善的養(yǎng)護(hù)能夠加速水泥的水化作用，減少收縮量，養(yǎng)護(hù)不完善，將加大干燥環(huán)境中的收縮。④使用期的環(huán)境條件。結(jié)構(gòu)所處的溫度高、濕度低，都增大水分的蒸發(fā)，收縮量大。⑤構(gòu)件的形狀和尺寸?；炷林兴终舭l(fā)必須經(jīng)由結(jié)構(gòu)表面。故結(jié)構(gòu)的體積與表面積之比越小，水分蒸發(fā)量越大，混凝土收縮越大。 　　2.3 溫度脹縮變形裂縫 混凝土溫度裂縫起因于溫度應(yīng)變受到約束。溫度應(yīng)變起因于溫差。關(guān)于溫差有兩種情況，一種是混凝土最高的截面平均溫度與環(huán)境大氣的平均溫度之差；另一種是混凝土的表面溫差，即混凝土截面中心最高溫度與混凝土表面溫度之差。起因于這種表里溫差的表層溫度收縮應(yīng)變要受到內(nèi)部約束，從而引起外部裂縫。當(dāng)溫度脹縮引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)引起混凝土裂縫。由于混凝土薄板的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)方向的尺寸，因此溫度脹縮引起的一般也是貫通裂縫。另外由于環(huán)境溫度濕度變化，在混凝土板面與底面之間形成溫度，濕度差異，混凝土下部的粘接層會(huì)約束混凝土板表面產(chǎn)生的脹縮變形。如果在溫度施工中設(shè)計(jì)了分格縫，則混凝土板面容易在分格縫處產(chǎn)生翹曲變形。 　　 三、混凝土地面基層變形引起的裂縫   混凝土地面結(jié)構(gòu)樓板變形引起的裂縫：在超長結(jié)構(gòu)或跨度比較大的樓板上做細(xì)石混凝土地面，也容易產(chǎn)生地面裂縫。原因是，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板本身存在溫度變形、收縮變形或撓度變形等，這種變形和混凝土地面的變形是不同步的，如果程度較大，必須會(huì)引起其表層地面的裂縫，一般這種裂縫很難修復(fù)。 　　混凝土地面基層墊層材料引起的變形裂縫：樓板細(xì)石混凝土地面一般的施工做法是，先做一層50mm～80mm 厚的墊層，表面再做細(xì)石混凝土面層。墊層一般為 1∶6 水泥焦砟或是輕集料混凝土，前者焦砟如果煅燒不充分，則在潮濕的環(huán)境下容易引起墊層膨脹，從而會(huì)引起混凝土地面的裂縫。 　　 四、混凝土地面裂縫控制   對大面積細(xì)混凝土細(xì)地面裂縫的控制，需根據(jù)混凝土地面板本身的特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)、材料及配合比和施工等各方面綜合考慮，統(tǒng)籌處理。 　　4.1 合理配置鋼筋 配置鋼筋是控制混凝土裂縫的重要手段之一，對混凝土地面，主要是配置適當(dāng)防裂鋼筋網(wǎng)片，防裂鋼筋為構(gòu)造配筋。 　　位于混凝土表面下 50mm 左右，一般要求鋼筋不宜太粗，間距控制在150mm 以下。此做法適用于基礎(chǔ)底板上的混凝土地面，可有效防止地面裂縫。合理配置鋼筋，也要求結(jié)構(gòu)樓板的配筋設(shè)計(jì)要優(yōu)化，尤其對超長、大跨結(jié)構(gòu)，樓板鋼筋宜上、下層通長配置。筆者曾遇到一個(gè)工程，鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，超長，柱網(wǎng)布置為 8×8。設(shè)計(jì)沒有考慮混凝土溫度收縮應(yīng)力，地下室樓板只在梁的負(fù)彎矩處設(shè)計(jì)了負(fù)彎矩鋼筋，而且負(fù)彎矩鋼筋長度只到板跨的三分之一處，結(jié)果因?yàn)闈穸葢?yīng)力和混凝土收縮，造成結(jié)構(gòu)樓板在負(fù)彎矩端部位置出現(xiàn)有規(guī)律的裂縫，也造成表面混凝土地面開裂。 　　4.2 全理設(shè)置分格縫 設(shè)置分格縫也是混凝土地面為控制其收縮裂縫最常采取的一項(xiàng)措施，接縫間距設(shè)置越大，混凝土板塊收縮越大。接縫張開愈寬，分格縫傳荷能力越低，從而越容易引起裂縫，因此合理設(shè)置分格縫尤為重要。根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，混凝土或水泥地面分格縫設(shè)置板塊面積不宜大于 36 平方米。分格縫一般沿軸線和跨中進(jìn)行分格，根據(jù)計(jì)算分析以及實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，板塊分隔最大長度不宜大于 8 米。分格縫的設(shè)置，一般有兩種做法：一種是在混凝土地面施工前根據(jù)分格縫設(shè)計(jì)，提前將木條或塑料條用水泥漿固定，養(yǎng)護(hù) 24 小時(shí)后，再進(jìn)行地面施工。另一種是后切縫，先進(jìn)行混凝土地面施工，常溫下養(yǎng)護(hù)5～7 天，強(qiáng)度達(dá)到 75%（不宜大于 100%）后用切割機(jī)切縫，縫寬 7mm～10mm，深度為厚度二分之一左右?？p深度不宜過小，也不宜過大，否則造成混凝土地面板的開裂或翹曲。 　　4.3 原材料控制 混凝土強(qiáng)度等縱不小于 C20，不宜大于 C30，因?yàn)殡S著混凝土強(qiáng)度的增大，混凝土的收縮也加大?；炷潦亲畲罅綖?15mm，含泥量不得大于 3%，沙子為中沙?；炷撂涠炔灰诉^大，最好控制在 30mm 左右，以泥抹子輕拍可出漿為宜，如果采用機(jī)械拋光工藝，混凝土坍落度可控制在 120mm～140mm。 　　4.4 施工過程控制 基層清理要干凈，清除混凝土基層上的砂漿、油漆等雜物，使之露出混凝土結(jié)構(gòu)板原色，基層要灑水濕潤 24 小時(shí)以上。推薦機(jī)械拋光工藝，混凝土要振搗密實(shí)。管線距墻陰陽角不得小于 15cm，防止集中應(yīng)力的出現(xiàn)。所有管線處必須加鋪雙層硬質(zhì)鋼板網(wǎng)，寬度不小于 30cm，防止該部位裂縫。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，最好用滿鋪一層塑料薄膜或木屑粉覆蓋灑水保持濕潤，養(yǎng)護(hù)至少 7 天，強(qiáng)度上來之前嚴(yán)禁上人，并加強(qiáng)成品保護(hù)。 　　 五、結(jié)束語   通過上述分析，影響大面積細(xì)石混凝土地面裂縫的因素主要是混凝土的干燥收縮與溫度應(yīng)力變化，其中通過合理設(shè)置分格，適當(dāng)配置構(gòu)造鋼筋、加強(qiáng)原材料控制和合理改進(jìn)施工工藝等措施是可以避免大面積細(xì)石混凝土地面裂縫的。 　　 參考文獻(xiàn)： 　　[1] 王鐵孟.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997. 　　[2] 富文權(quán),韓素芳.混凝土工程裂縫分析等控制.北京:中國鐵路出版社，2002.