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剪力墙防裂的新思路

发布时间:2020-09-01 08:26:53 点击量:

  剪力墙防裂的新思路

  随着商品混凝土的推广,流态混凝土和泵送混凝土得到广泛应用。随着混凝土配制技术的进步,混凝土构筑物的裂缝也增多,裂缝控制的难度加大。为此,美国混凝土协会重新定义了大体积混凝土:“任意体量的混凝土,其尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝,统称为大体积混凝土”。根据这一新的定义,混凝土现浇楼面板及剪力墙等大面积薄壁构件被列入大体积混凝土的范畴。也可能因为这一定义,学术界有这样的观点,认为温度变形已成为包括薄壁构件在内的混凝土构筑物开裂的主因。
 

剪力墙结构


  “尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝”,定义要求人们对大尺寸混凝土的裂缝控制必须重视,必须采取措施。但如果把薄壁一类构件开裂的主因看作是温度变形的作用,作者则认为值得商榷。剪力墙一类的薄壁构件,水化热很低,内外温差一般不会超过25℃,没有达到可能引起温度变形开裂的理论温差,实际工程中也缺乏有力的事实支持。控制泵送混凝土现浇楼面板早期开裂的成功经验表明,对这类薄壁构件,控制失水是主要的,保温是次要的。冬天气候干燥,南方地区浇筑的混凝土路面板,冷空气到来时,很容易开裂,人们很自然认为是温差开裂。如果预先覆盖保湿,则可以防裂。覆盖保湿的关键作用是防止了混凝土失水。当然,覆盖也有保温作用,但不是主要作用。有时冷空气携雨造访,没有覆盖,也不开裂,表明保温不是主要作用。曾有楼面板覆盖后出现了裂缝,作者接到反映后到现场观察,发现覆盖物是干的,掀开覆盖物,板面也是干的。覆盖物也没有衔接。覆盖而不保湿,不能有效防止混凝土失水,虽有一定的保温作用,但不能防裂。

  混凝土保温在一定场合下则显得十分重要。当混凝土内外温差太大,成为温度突变时,这时温差引起的温度应力则不容忽视。例如厚大结构的混凝土,内部水化热峰值高,在采取有效措施降低水化热峰值的同时,也要保温,减小内外温差。当气温较低(≤5℃或≤10℃)时,对薄壁构件等混凝土构筑物保温养护也是必要的。这时的保温作用主要是为了使混凝土获得正常硬化的温度环境。在保温养护环境下,防止拌合水损失,仍然是混凝土防裂的关键措施。南方地区气温一般在10℃以上,一般不需要采取特别的保温措施。

  以往观念认为,是混凝土的收缩造成了混凝土的收缩开裂。“大部分结构构件(板墙梁等构件)均属薄壁结构,泵送混凝土浇筑的构件收缩量很大,因此经常出现收缩裂缝”。“环境温度越高,风速越大,收缩越大,高空浇灌容易引起开裂”。实际上,这些容易引起收缩开裂的气候环境或地域环境,是因为混凝土在这样的环境下失水加快,失水量加大,故开裂性增大。如果有效控制拌合水的损失,这样的环境下一样可以有效控制混凝土的收缩开裂。

  近年有专家学者提倡对剪力墙采用“水幕”养护。在拆模后的剪力墙顶部布管,沿管开孔。通水后,水均匀从管道孔中渗流出来,从剪力墙的顶部慢慢渗流至底部,在剪力墙两侧形成“水幕墙”,从而达到防裂目的。这是一种很好的防裂方法,客观地说,水幕墙的防裂作用主要还是防止了混凝土拌合水的损失。

  有施工单位反映,我们对剪力墙的养护是很充分的,工作是很到位的,但拆模后还是发现裂缝,或数天后陆续出现裂缝,为什么呢?

  养护工作是否真的很到位,应以完美湿养护的三个原则来判别。实际工程中确实也存在较多对养护比较重视而仍然开裂的实例。对这一现象,如果仅从养护保湿的角度来分析,有时确实很难解释清楚。但如果从不允许拌合水损失的角度来分析,就比较好解释了。剪力墙的失水方式比楼面板复杂。楼面板的失水方式主要为蒸发失水,控制其失水也比较容易。剪力墙的失水方式除了蒸发失水外,还有模板吸水和重力失水等失水方式。并且与楼面板不同,在模板拆除前其失水的主要方式是模板吸水和重力失水,蒸发失水是次要的。这并不是说这一阶段防止蒸发失水不重要,同样要做好防蒸发失水的工作。只是此时混凝土的蒸发面很小,模板吸水的面则很大。如果采用吸水性模板,润湿不充分,吸水量是很大的。重力失水是作者针对剪力墙可能严重存在的一种失水方式提出来的。重力失水就是混凝土在振动成型后,由于重力作用,拌合水不能保持在原来位置,从混凝土中析出,顺着模板缝隙渗流损失的一种失水方式。模板吸水和重力失水造成混凝土开裂的原理和蒸发失水造成开裂的原理是一样的。表面水损失后,内部水迁移过来补充,如此连续下去,就会形成失水通道,形成连通的毛细孔隙缺陷,首先使混凝土的抗渗性能降低,同时产生内应力,内应力积蓄到一定程度就会造成混凝土的开裂。对剪力墙来说,这三种失水方式都是重要的,都不能忽视。混凝土浇筑成型后,至硬化前,其失水方式以模板吸水和重力失水为主;拆除模板后,则主要为蒸发失水。此时剪力墙完全暴露在大气中,双面失水。如果由于模板吸水和重力失水,在拆模之前剪力墙就已经存在可见与不可见裂缝,那么拆模之时发现裂缝,或拆模之后继续失水,数天后连续出现裂缝,就是很自然的事了。混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要组成部分,浇筑成型后不可以损失。分析混凝土在不同的构件、不同的使用场合和不同的环境条件,可能存在不同的失水方式,针对不同的失水方式采取相应的防失水措施,是我们在混凝土防裂施工中的总思路和防裂总原则。

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