摘要:本文主要介紹了建筑結(jié)構(gòu)樓板產(chǎn)生裂縫的成因及其形態(tài)分析,主要對竣工后形成收縮裂縫進行分析,簡要介紹了不同深度裂縫一般處理方式以及處理過程中需注意的要點,并強調(diào)了竣工后混凝土養(yǎng)護和維護以及施工過程控制的重要性。
關(guān)鍵詞:混凝土、裂縫、收縮、設(shè)計、耐久、安全性、灌漿、開槽、碳纖維、封閉、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、縫寬、環(huán)境
1、前言
由于建筑設(shè)計、施工質(zhì)量、材料、環(huán)境和荷載等因素影響,已有建筑物構(gòu)件不可避免出現(xiàn)裂縫。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),裂縫對結(jié)構(gòu)耐久性、美觀程度、安全性都有影響。
2、正文
隨著商品泵送混凝土的廣泛使用,設(shè)計混凝土強度的增長,現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫承增長趨勢,高空泵送混凝土添加減水劑增大了混凝土收縮值也對裂縫產(chǎn)生一定影響。混凝土收縮裂縫成為竣工后期主要問題之一。建設(shè)部也很重視裂縫問題,多次召開學術(shù)研討會。對裂縫的修補加固主要為了保證建筑耐久性,防止?jié)B水,消除人視覺上恐慌,維持建筑美觀性。據(jù)調(diào)查,混凝土裂縫中收縮裂縫占裂縫的八成。收縮主要分為澆完混凝土的塑性收縮、溫差引起的溫度收縮、竣工后兩年內(nèi)發(fā)展的干縮裂縫。結(jié)構(gòu)板面積越大,裂縫出現(xiàn)機會越大。而混凝土收縮引發(fā)裂縫一般會形成0.3mm左右貫通縫。通常出現(xiàn)在長寬比較大的板長邊中間,絕大部分在梁、墻處截止。雖然一般不會對結(jié)構(gòu)安全造成影響,但對人造成心理壓力較大。其他可引發(fā)裂縫的原因主要有設(shè)計缺陷、地基不均勻沉降、動力荷載過大、模板下沉等。若是僅結(jié)構(gòu)板有裂縫,首層以及外墻無裂縫,可排除不均勻沉降因素;地震造成框架結(jié)構(gòu)裂縫一般為x形;溫度收縮裂縫一般受陽光直射部位較多,南墻多于北墻,高層多于低層;振搗不均一般為局部開裂;混凝土質(zhì)量問題應裂紋廣泛分布;堿骨料反應墻上一般產(chǎn)生為網(wǎng)狀裂縫、梁柱軸向裂縫;運輸攪拌時間過長也會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。事實上,混凝土的干縮裂縫在竣工后一年內(nèi)的收縮量占據(jù)其竣工20年收縮量的七成左右,竣工半年內(nèi)化學收縮量占其最終收縮量九成。尤其是竣工后長期空置的房間,由于門窗緊閉,相對濕度較低,更易發(fā)展收縮裂縫。對于這些空置房間后期維護經(jīng)常開窗通風以及灑水濕潤養(yǎng)護也較不現(xiàn)實。而混凝土也有熱脹冷縮的性質(zhì),冬季裂縫較夏季大。對于設(shè)計正常、鋼筋混凝土質(zhì)量合格、施工過程控制嚴格的建筑出現(xiàn)的收縮裂縫,其對結(jié)構(gòu)的影響表現(xiàn)在銹蝕物質(zhì)對縫隙中鋼筋的腐蝕?;谀途眯院头浪钥紤]可對應采取不同的填充物將縫隙密封封堵。對于大體積混凝土一般采取注漿法,較深以及貫穿型裂縫也可采用,活動性裂縫以及受彎構(gòu)件裂縫外貼碳纖維?;谀途眯钥晒嗾辰Y(jié)性較強的改性環(huán)氧、聚氨酯等,基于防水性可灌抗?jié)B性較好的水溶性聚氨酯。灌漿法一般用于寬度高于0.3mm深縫,縫寬高于0.5mm時須開槽修補,槽內(nèi)可填充改性環(huán)氧樹脂,活動性裂縫或板底位置以碳纖維密封。粘貼碳纖維前表面需處理干凈平整,凹處以環(huán)氧樹脂砂漿抹平。雖然干縮裂縫對結(jié)構(gòu)性能影響不大,但不做密封會使鋼筋銹蝕,降低結(jié)構(gòu)耐久性。裂縫較小時,可用水泥砂漿涂抹,0.2mm以上裂縫可用環(huán)氧樹脂膠泥封閉?!痘炷良庸坦こ碳夹g(shù)手冊》中對裂縫修補限制闡述如下:
必須修補與無需修補的裂縫寬度限制
準則
考慮因素
裂縫對鋼筋腐蝕影響程度
按耐久性考慮
按防水考慮
環(huán)境因素
惡劣的
中等的
優(yōu)良的
必須修補的裂縫寬度/mm
大
>0.4
>0.4
0.6
>0.2
中
>0.6
>0.8
小
0.6
>0.8
>1.0
無需修補的裂縫寬度/mm
大
≤0.1
≤0.2
≤0.2
≤0.5
中
≤0.3
小
≤0.2
≤0.3
大、中、小對應(貫通、中間、表面);保護層(<4cm、4-7cm、>7cm)等
惡劣:腐蝕、結(jié)冰或干濕交替環(huán)境
中等:不受雨淋一般地上結(jié)構(gòu)、不結(jié)冰地下結(jié)構(gòu)
優(yōu)良:與大氣、腐蝕隔絕建筑
根據(jù)國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范和有關(guān)試驗資料,混凝土最大裂縫寬度控制標準大致如下:
無侵蝕介質(zhì)無防滲要求,0.3~0.4mm。
輕微侵蝕,無防滲要求,0.2~0.3mm。
嚴重侵蝕,有防滲要求,0.1~0.2mm。
裂縫修補前進行成因分析,包括原材料質(zhì)量、設(shè)計質(zhì)量、施工管理與控制。逐項分析,尤其要注意分析裂縫形態(tài),甚至從形態(tài)入手,找出裂縫成因。一般來說0.4~1.0mm裂縫必須修,中等寬度裂縫可采用開槽修補法。對于表面淺裂縫修理較為簡潔,一般裂縫可開寬、深4-6cmv形槽,有防水要求部位開15-20mm的u形槽,開槽后均需刷素水泥漿一道。槽內(nèi)需修理干凈,不平處水泥砂漿修補。修補貫通縫時應注意,先確定其成因,觀測確定其非活動性裂縫,不會再發(fā)展,保證一次修好,可在其表面隔一定間隔貼石膏板觀察動態(tài)發(fā)展。溫度收縮造成的貫穿縫冬季較夏季寬,收縮裂縫在竣工1-2年后方趨于穩(wěn)定。當裂縫為不影響結(jié)構(gòu)安全的活動性裂縫時,可采用彈性及延伸性較好填充材料進行修補。需要粘貼碳纖維的新建結(jié)構(gòu),應在表面采取抵抗腐蝕措施,因為雖然碳纖維抗拉強度為鋼材近十倍,也需要通過粘貼膠使纖維絲共同發(fā)揮作用,而粘貼碳纖維的膠耐腐蝕、耐火性并不強,基于此考慮需進行防腐防火保護措施。碳纖維加固法在國內(nèi)引進較晚,但起步早,發(fā)展較快,可用于梁、板、柱加固。對于梁、板加固,旨在發(fā)揮其增大構(gòu)件抗彎抗拉性能;對于柱加固,旨在用外包纏繞發(fā)揮環(huán)箍作用,以增大柱抗壓性能。由于承載力不足而做的碳纖維層數(shù)需進行計算,以避免脆性破環(huán)。對于不影響安全性能且不再開展的結(jié)構(gòu)板細微貫通縫處理方式,采用上部開槽灌漿下部貼牛皮紙法。可在板上割除砂漿面層再開v形槽,填塞改性環(huán)氧上做剛性防水,下部用環(huán)氧樹脂砂漿填充抹平后粘貼牛皮紙。結(jié)構(gòu)板厚度較低,一般為十公分左右,而注漿法一般采用價格經(jīng)濟的改性環(huán)氧樹脂,對細微的裂縫無太大作用,結(jié)合開槽填充法底部附加牛皮紙更為妥當。某高層客廳樓板形成貫通縫,底部粘貼牛皮紙封閉,涂刷保護膠后做裝飾面層,頂部先用稀薄堵漏劑注入v形槽,完全滲入后槽內(nèi)鋪4mm堵漏劑,上刷兩道js防水,晾干后上表面做刷801膠素水泥漿一遍,上鋪水泥砂漿至與地坪齊。需注意第一遍堵漏劑要稀,以深入裂縫。
3、結(jié)論
客觀來講,混凝土構(gòu)件的裂縫是不可避免的,就經(jīng)濟因素和科學角度考慮,合理范圍的裂縫也是可以接受的。而前期養(yǎng)護對避免裂縫產(chǎn)生也有一定幫助。有很多結(jié)構(gòu)是在澆筑完成半年到一年甚至兩年產(chǎn)生,主要是環(huán)境溫度和相對濕度導致收縮變形引起,空置期經(jīng)常開窗通風會對預防裂縫產(chǎn)生有一定影響。據(jù)查詢,混凝土澆筑時趕工養(yǎng)護不完善、預埋管線不合理也對裂縫產(chǎn)生有一定影響。設(shè)計時也應注意盡量采用細密鋼筋雙向分部,杜絕提前拆除支撐,也可減弱裂縫產(chǎn)生。