楊江鵬 (山西一建集團有限公司,山西 太原 030012)
隨著社會經濟水平不斷提升,建筑行業發展進程隨之加快,相關部門對于建筑物耐久性和美觀性的要求更加嚴格。現代建筑多數采用現澆混凝土樓板技術,但是由于現澆混凝土樓板經常出現裂縫的現象,導致相關部門經常收到業主投訴,并且這種現象影響了鋼筋混凝土主體結構,使整體結構承受荷載的能力明顯降低,危害了建筑物的質量安全。此外,在現澆混凝土樓板出現裂縫現象時,極易發生滲漏問題。基于此,為了促進建筑行業的進一步發展,下文從凍融循環、碳化和溫度變化等方面原因進行分析研究,提出了控制各方面因素的措施,從而保證現澆混凝土樓板的質量安全和耐久性[1]。
近些年,建筑工程中現澆混凝土樓板中經常出現裂縫問題,樓板的裂縫現象直接影響了建筑物中鋼筋出現腐蝕和滲漏等現象,對于建筑物的整體結構造成了嚴重危害,縮減了建筑物的使用壽命[2]。造成樓板裂縫的原因有很多,如建筑的原材料、使用混凝土的比例、環境的因素等。多種因素的作用下使樓板產生裂縫,單獨控制某種因素并不能有效解決樓板的裂縫問題。筆者將從樓板原材料、設計的問題和施工方面對樓板裂縫的原因進行分析,提出相應對策。某建筑樓板底面裂縫情況如圖1所示,頂面裂縫如圖2所示。

圖1 樓板底面裂縫情況

圖2 樓板頂面裂縫情況
混凝土原材料主要是由砂、水泥、水、石子、外加劑等材料按一定比例配制而成的。現場工人在施工過程中,可能在只有一種原材料出現質量問題時,現澆混凝土樓板就會出現裂縫問題。第一,在混凝土原材料中,砂子中的含泥量較多,可能會造成混凝土的強度下降,進而影響混凝土和易性,并且現澆混凝土的樓板干燥后極易出現裂縫,同時,如果砂子粒徑較小時,也可能會導致現澆混凝土樓板側面發生裂縫現象。第二,在對混凝土的原材料進行攪拌時,加入拌合水或外加劑的氯化物雜質較多,也會使現澆混凝土樓板出現裂縫現象,使內部鋼筋出現銹蝕現象。在拌制混凝土使用海水或堿性較大的水質進行攪拌時,水會和混凝土內堿骨料發生反應,進而導致裂縫的發生。其次,在外加劑中含有堿時,也會和混凝土中的堿骨料發生反應,導致裂縫現象的出現。第三,混凝土中的水泥材料尤為關鍵,在水泥進場各性能指標不合格,或者后期存放方式不當時,對于后期混凝土的使用會產生極大影響,進而導致混凝土發生開裂現象,危害建筑結構的安全。
在建筑工程設計過程中,設計人員出現設計不當的情況時,現澆混凝土樓板出現開裂現象。在設計人員對于混凝土樓板強度設計和板厚設計不合理的情況時,會致使樓板剛度不符合設計要求,也會使樓板內應力分布不均勻,這些現象極易造成樓板的剪切開裂。同時,商品混凝土中需要嚴格控制粉煤灰的添加量,如果添加量過大時,會延緩混凝土強度的增長,早期混凝土強度較低時,在受到施工荷載和外力沖擊的作用下,極易造成樓板出現開裂現象。
在建筑工程的施工過程中,混凝土樓板產生裂縫主要表現在以下幾個方面:第一,在建筑工程施工過程中,相關施工人員未依據相關設計規范進行施工[3];第二,在混凝土澆筑時,施工人員振搗不密實,進而降低了混凝土的強度,使混凝土樓板強度設計不滿足設計要求;第三,在混凝土澆筑完成后,未完全做好混凝土的養護工作,之后直接在樓板上進行后續施工,都會在一定程度上降低混凝土的強度等級;第四,在留置的施工縫處,作業面仍存在建筑垃圾,且新舊混凝土粘結性較差。在這幾種情況出現時,都可能會致使混凝土樓板出現裂縫現象,影響建筑物的質量安全。
在混凝土樓板中,混凝土極易由于內部與外部溫差較大而產生溫度應力,使混凝土產生溫度變形,進而導致樓板裂縫的產生。此外,混凝土樓板裂縫最常見的裂縫就是由于溫度應力而導致的。
在大量實踐經驗表明,混凝土的后期養護與外界環境具有非常密切的關系。后期混凝土的養護條件可以改變混凝土的結構和吸水性能。混凝土表面水分在早期喪失較多時,會降低混凝土的強度,進而不能與張拉應力相互抵消,導致混凝土裂縫的產生。現場混凝土澆筑施工多數采用摻和技術,利用外加劑改變混凝土孔隙結構,在表面水分散失時,內部水分失去平衡,導致表面出現干縮現象,引發裂縫的產生。同時,在混凝土裂縫產生時,混凝土的收縮應力集中,導致裂縫產生向下延伸趨勢,導致混凝土處于內部與外部溫差較大的環境時,混凝土再次受到溫度應力,發生干縮變化,使原細小裂縫愈加增大,進而嚴重危害建筑物的整體質量安全。
在建筑工程中,現澆混凝土樓板出現裂縫是不可避免的,但是我們應該對裂縫的寬度進行控制,避免由于裂縫過大,衍生成為有害裂縫,危害建筑物的質量安全。隨著社會的科技水平不斷提高,控制混凝土裂縫的寬度和延長裂縫出現的時間完全可以實現。在混凝土裂縫的相關現行設計規范中,對于不同使用功能的樓板裂縫要求最大不能超過0.3mm。同時,這對于控制裂縫寬度的技術要求相當嚴格,例如,樓板裂縫控制涉及主體結構設計、地基與基礎設計、施工技術水平和原材料質量等因素,因此,裂縫控制技術與科學技術水平關系相當密切,進而導致控制裂縫技術成為國際共性問題。
在現有的現澆混凝土樓板形成裂縫的原因中分析,可以對于樓板出現裂縫的不同類型采取針對性的結構設計。通過已有的設計經驗可以得出,混凝土的主體結構設計多數是依據變形程度、承受荷載程度和裂縫現象進行計算的,之后依據現行相關設計規范,對混凝土結構配筋進行設計。此外,已有的大量實踐經驗表明,這些設計依據還不足以從根本上對現澆混凝土樓板的裂縫現象進行控制[4]。因此,在混凝土結構設計中必須做好以下幾點控制措施:第一,依據現行的設計規范,對混凝土的耐久性進行控制,提高混凝土耐久性的要求,盡量使用強度等級較低的混凝土;第二,科學合理的控制樓板隔熱保溫層和混凝土溫度;第三,應該在樓板應力較為集中的部位合理布置構造筋,例如,采用效果較好的鋼筋網片等。
在建筑工程施工過程中,為了控制混凝土裂縫的出現,主要應在模板工程的施工中進行控制。首先,在模板設計中,應遵循科學合理的原則,避免由于各個模板構件的變形程度不同,進而導致混凝土樓板開裂;其次,在模板搭設、混凝土澆筑和后期養護時,避免由于荷載較大而導致模板出現較大變形,引發混凝土裂縫的產生;最后,在混凝土澆筑之后,控制模板拆除時間,避免由于拆除時間較早或較晚,出現混凝土損壞或錯失最佳養護時間,導致混凝土出現裂縫現象。此外,在混凝土進行澆筑時,施工人員應該均勻振搗,避免混凝土出現離析現象,同時,混凝土的初期養護尤為關鍵,在夏季外界溫度較高和風速較大時,應該對混凝土提前進行養護,進而提高混凝土的強度,避免出現裂縫現象。
鋼筋混凝土樓板的后期使用過程中,極易會由于混凝土收縮應力、溫度應力和荷載應力這三種原因造成樓板出現開裂,為了避免這種現象的發生,應從以下幾點進行分析:第一,在后期使用時,禁止對混凝土樓板進行打孔和開鑿等結構破壞,避免出現較大荷載導致樓板出現裂縫現象;第二,對于室內外溫差進行嚴格控制,避免室內外溫差過大引起混凝土產生較大裂縫,進而導致裂縫出現;第三,混凝土自身的收縮變形和內部鋼筋銹蝕會引起混凝土產生應力變化,導致樓板出現開裂現象。
綜上所述,現澆混凝土樓板裂縫產生的原因多種多樣,并且嚴重影響樓板的安全性和耐久性,因此,建筑工程行業的相關人員對控制裂縫的技術不斷研究。基于此,我國對于混凝土裂縫的預防、處理、修復技術取得了較大的進步,但是,混凝土樓板開裂現象仍然較為嚴重。因此,對于現澆混凝土樓板裂縫控制技術的研究仍具有較大意義。