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混凝土结构与填充墙间裂缝成因及防治

2021-12-13 14:49:53 来源:榆林市文昌建工集团建筑工程有限公司 浏览:3665
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榆林市文昌建工集团建筑工程有限公司---刘志雄

摘  要:房屋建筑混凝土结构室内填充墙砌体裂缝主要集中于砌体与混凝土框架梁、柱、墙的结合部位,属于工程质量通病范畴。也是工程实践中长期以来未能很好解决的问题。本文针对该问题存在的要因及防治措施从设计、材料、施工及使用维护等方面进行分析并论述了裂缝防治的要点,对有效防治混凝土结构与填充墙间裂缝有一定的指导作用。

关键词:房屋建筑;混凝土结构;填充墙;裂缝防治

裂缝产生的要因分析

(一)结构设计因素。由于填充墙为混凝土框架结构梁、柱、墙中后砌墙,混凝土结构与非承重填充墙﹙本文主要针对蒸压加气砼砌块﹚界面处虽然设置拉结筋,但比整体混凝土结构和整体非承重填充墙结构刚度差距较大,为墙体薄弱部位。

(二)材料的性能。加气混凝土砌块主要由普通硅酸盐水泥、砂子 、白灰、粉煤灰、铝粉等材料组成,其通过水化反应生成,若水灰比大,胶凝材料多,生成胶体材料吸水率就大、而且吸水时间长、体积逐渐膨胀,失水时间也长、失水后体积逐渐缩小等特性,其体积干缩值一般在0.4~0.7mm/m。通过由本人对文昌・和顺嘉苑住宅小区填充墙所用该材料,其强度等级为A2.5,试验数据分析结果可见,在环境温度为20±2℃、相对湿度为60%~70%的条件下,7天内干缩完成约30%,水分散失约55%,在14天内干缩完成约50%,水分散失约75%。现场实际调研榆林市榆阳区宏纵建材有限公司生产环境及工艺条件,经抽检刚生产的砌块含水率均在40%~55%范围内;常温不受雨淋情况下,在室外堆放28天后抽查其含水率为8%~12%,此期间砌块的干缩可完成60%左右,含水率小于规范要求可砌筑的比例。实测该条件下砌块的线膨胀系数约为7X10-6/℃~8.5X10-6/℃ ,经查C30混凝土的线膨胀经验系数为1.1X 10-5/℃,二者存在一定线差,由此可知,在一定的温差条件下也会造成加气混凝土填充墙与主体结构混凝土梁、柱、墙衔接部位产生裂缝。

(三)温度因素。温度的变化是引起混凝土框架结构梁、柱、墙的与填充墙结合部位裂缝一个重要因素。在夏季室外温度高于室内温度,冬季室内温度高于室外温度,室内温度四季变化,由于温度交替变化,使该部位有的一年二年后甚至更长的时间内仍会出现裂缝。

砌体抹灰完成后,抹灰材料与拉结筋形成共同受力系统时的温度称为墙体的临界温度,外界的温度超过或低于该临界温度时,填充墙就会与混凝土框架结构梁、柱、墙之间产生压应力或拉应力,当拉应力超过临界值时墙体裂缝就会出现。

(四)砌筑砂浆的硬化收缩。填充墙体的材料中砌筑砂浆在硬化过程中自身会产生收缩,使填充墙不易与框架结构梁、柱、墙界面处挤实,因此存在墙体内裂缝,填充墙体的长度与材料收缩变形的幅度成正比的关系,即填充墙体的尺寸增大时,相应的变形幅度受材料硬化收缩变化的影响也会增加,同时产生的应力也会增大,所以产生墙体裂缝的概率也就随之增大。

(五)墙体的砌筑质量因素。混凝土框架结构梁、柱、墙的与填充墙间的拉结钢筋,填充墙材料(蒸压加气砼砌块、轻骨料砼小型空心砌块等),砂浆等所构成统一的受力整体,因此与墙体的砌筑质量相关的砂浆的质量、砌体的抗拉强度、材质的均匀性及其工艺等都会影响到墙体的整体抗拉强度,进而会对其抗裂能力产生重要的影响,涉及的主要因素为以下几方面:

1.砌块含水率。加气混凝土砌块的特性决定了在砌筑时其含水量不能过低、也不能过高,过低了将会影响砌筑砂浆的质量,过高了将会增大砌体收缩量,一般含水率控制在10%~15%范围内。

2.砌体的高宽。砌体的高宽过大也会引起墙体收缩裂缝。 当砌体的长度过长(大于5米)或砌体的高度过高(大于4米)时,其累计收缩量就增大,产生相应拉(压)应力就会越大,当砌体在收缩过程中应力超过砌体自身的抗拉强度极限值时,将会在其薄弱部位产生裂缝。

3.构造拉筋的选用与设置。拉筋的规格、设置的部位和锚接工艺都会影响到其能否有效抵抗收缩应变。若拉接筋自身抗拉强度过低,设置数量不够,设置部位与砌体皮数不匹配,造成砌筑时拉接筋不顺直、钢筋在砌体砂浆层内的握裹力达不到要求、植筋长度不符合规范要求等,这些都会造成主体砼结构梁、柱、墙与加气混凝土填充墙衔接处产生裂缝。

4.墙面粉刷间隔时间。根据加气混凝土砌块自身特性判断,其散失水分速度缓慢,为了保证砌筑砂浆的强度,在施工时又必须在砌块表面洒水润湿。若砌筑完成后不间隔一段的时间,就开始进行墙面的粉刷,砌体内含水率未达到要求,其收缩还不稳定,如果此时抹灰完成后,砌体任然在收缩,而粉刷砂浆的抗拉强度较低,不能抵抗砌体收缩应力,就会引起抹灰面的干缩裂缝。

二、施工工艺原理

在填充砌体与剪力墙、框架柱交接处留马牙槎,设置混凝土构造柱,使混凝土结构与砌体之间形成一个有效的过渡,增强了两种线膨胀系数不同材料间的连接,有效地减少了因两种材差而产生的裂缝。同时,在填充砌体门洞过梁处直接设置通长混凝土加强带,增加墙体的整体性,这就增加了一次技术间歇,可避免墙体一次砌筑过高。多种措施并举,“防”、“抗”、“减”相结合,使填充墙与混凝土结构有机结合,全面防止裂缝发生。

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 混凝土结构与填充墙间裂缝防治原理图

三、裂缝的预防措施及对策

(一)设计方面。随着新型墙体材料不断使用,在预防其出现裂缝的设计时应做到钢筋混凝土框架结构梁、柱、墙与填充墙不同材料拉接加强措施,避免出现裂缝,同时要对构造的设计以及墙体之间拉接筋的布置和相关的构造措施在砌体结构设计规范GB50003及砌体填充墙结构构造图集12G614-1进行明确的规定,这是在设计上避免混凝土框架结构梁、柱、墙与填充墙间出现裂缝的重要保障。

(二)构造处理方面。在技术上对混凝土框架结构梁、柱、墙与填充墙间裂缝的处理措施,主要在于“防”和“抗、”“减”三种,属于“防”的主要措施是从砂浆、砌体质量、砌筑质量及操作工艺等多方面进行预防;属于“抗”的主要在增加水平竖向拉接钢筋等方面进行有效处理,属于“减”的主要措施是从易出现墙体裂缝处增加柔性构造措施将集中的内应力同步分散﹙如在界面处增加抗裂聚合物砂浆耐碱玻纤布﹚,减少裂缝宽度,使肉眼不易看到墙体表面裂缝。

(三)施工方面。为了能有效治理该处的裂缝,在施工时应做好如下几方面的工作。

1.原材料。对工程中所使用原材料要进行进场联合验收,检查其合格证,产品检验报告等,按规定对水泥、加气砼砌块、钢筋、外加剂等进行见证取样,送样复检,符合要求后方可使用。

2.砌筑质量。第一,砌块砌筑时应上下错缝,搭接长度一般为200mm,控制好皮数,砌筑砂浆应为预拌专用砂浆,构造柱,圈梁、后植筋及其拉拔试验应严格按规范及设计要求实施,加强过程检查验收频次等,并做好相关记录。第二,砌块在运输、装卸过程中禁止倾倒与抛掷,进场后应分类堆放、高度不超过2米,并应覆盖做好防雨淋措施。第三,砌筑砂浆应在砌筑当天对砌块砌筑面喷水湿润;砂浆应在拌成3h内使用完,当施工期间气温超过30℃时,应在2h内使用完,外加剂应按产品说明书规定使用。第四,填充墙应在主体结构完成后从上而下砌筑,以减少结构构件持荷后引起的弯曲变形对填充墙的附加荷载作用;填充墙与钢筋砼托梁或板交接处预留的空隙,待填充墙砌筑完成14天后进行,配砖(砼块)斜砌逐块刮浆顶紧。

3.粉刷要求 。一是砌体粉刷时宜在填充墙砌筑完成后30天进行。二是粉刷前墙面的灰尘、流坠水泥浆、污垢等要清理干净,墙面应喷水湿润,控制好含水率,粉刷时在填充墙满挂一道标准镀锌钢丝网,向剪力墙方向延伸200㎜,钢丝网在填充墙部位搭接不得小于100㎜,墙体上预留的线盒、配电箱及其它洞口处的钢丝网用剪刀裁剪方正,钢丝网固定牢固可靠,在填充墙与混凝土框架结构梁、柱、墙交接不同材料结构界面处(包括埋设管线的槽)采用聚合物砂浆耐碱玻纤网格布加强,宽度不小于400㎜,然后再抹灰;水电洞口剔凿处,各种箱体外漏背侧面等抹灰采取镀锌钢丝网或耐碱玻纤网格布加强以防开裂等措施, 抹灰完成后要进行保湿养护。 三是做好工序施工控制工作,砌筑砂浆应采用中粗砂,砂的含泥量应控制在5%以内,并且填充墙体与拉接筋应满足块体模数的要求,不能弯折压入灰缝,同时砌体在抹灰前,应切实做好基层的处理工作,特别是做好抹灰层过厚和不同材料交接处的处理工作,最后严格控制抹灰时间,填充墙砌筑后应在规定的时间后才能进行,这样可以避免墙体收缩而引起抹灰层出现裂缝,同时要严格控制抹灰分层厚度及抹压工序,一次抹灰厚度不超15㎜,其总厚度宜控制在20㎜内,确保填充墙墙体不会出现裂缝。

(四)使用维护。冬季供暖,尤其是地暖应采取预防混凝土框架结构梁、柱、墙与填充墙间出现裂缝的措施,启用地暖系统时,应缓慢升温;关闭地暖系统时,应缓慢降温。

四、裂缝的判断与治理

判定裂缝的原因采取由表及里,由装饰到结构的判断方式。

做好填充墙裂缝的治理工作,首先在裂缝区域内切割300mm宽到基底面并清理干净,在处理好基层的基础上,在裂缝处用钢丝刷清理干净槽内浮灰喷水湿润用聚合物砂浆在界面处贴一道宽300㎜耐碱玻纤网格布加强,再用提高一个强度等级且加膨胀剂的同品种砂浆分层抹压密实,并在砂浆层中间加一道宽300㎜耐碱玻纤网格布,与旧砂浆面抹平达到强度后及时进行保湿养护,刮腻子时用乳胶粘贴抗裂布一道。

五、结语

综上所述,在设计时加强防裂构造措施;在施工时,根据填充墙材料的性能,采取相关技术措施把控好原材料的质量,施工过程策划,检查、验收到位并持续改进工艺工法,后期使用加强维护,可有效防止混凝土结构梁、柱、墙与填充墙间的裂缝产生。