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干货!基于已建装配式项目的预制楼梯裂缝的原因分析与控制措施研究

干货!基于已建装配式项目的预制楼梯裂缝的原因分析与控制措施研究

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1、引言


预制楼梯构件作为装配式住宅建筑体系中的一种重要组成构件,其在整个装配式住宅建筑市场乃至整个装配式建筑市场中都扮演着不可或缺的角色,根据调研目前装配式住宅建筑市场中预制楼梯构件的使用率达到了100%,不论是全装配式住宅建筑还是部分装配式住宅建筑,都大量的使用到预制楼梯构件,而预制楼梯构件也凭借其良好的滑动抗震性、绿色低能耗节能性和施工简易性,得到了装配式住宅建筑市场的普遍认可与大量使用。


目前装配式住宅建筑市场所使用的预制楼梯型式主要有两种,一种是预制板式双跑楼梯:一种是预制板式剪刀梯,其中预制板式双跑楼梯的使用率约为60%,预制板式剪刀梯的使用率约为40%。目前装配式住宅建筑所使用的预制楼梯也存在着一些普遍的共性问题,困扰着预制楼梯构件在装配式住宅建筑市场的发展:



一是装配式住宅建筑中普遍使用的预制板式楼梯超重问题,目前装配式住宅建筑市场所使用的预制板式楼梯单个构件自重约在2t-5t之间,自重较大,往往导致对施工现场的大型机械吊装设备要求过高,而其他预制混凝土构件的自重往往比预制板式楼梯的自重要小很多,所以会造成一些不必要的资源浪费,增加造价成本;


二是预制板式楼梯在自重作用下普遍存在楼梯梯段板板底开裂的问题,虽然预制板式楼梯的裂缝控制等级为三级,但是目前装配式住宅建筑所使用的预制板式楼梯大多都为清水混凝土构件,后期不再做抹灰处理,所以如果预制板式楼梯梯段板板底出现裂缝,就会带来一些不必要的麻烦,一是影响了建筑物内部整体的美观性,并给普通住户在使用过程中带来一定的心理恐慌,二是会给项目工程竣工验收带来一定的麻烦,往往导致整个工程施工周期的拖延,从而带来不必要的成本增加。


虽然随着装配式住宅建筑市场的火热,极大的推动了预制楼梯构件的生产及使用,使其达到了一个新的高度,但是在预制楼梯构件在工程实际应用中一个亟待解决的问题却也摆在了我们的面前,那就是预制楼梯构件在自重作用下梯段板板底普遍开裂的问题,根据调研目前装配式住宅建筑在安装装配过程中所使用的预制楼梯构件梯段板板底开裂率高达90%。



这一问题为预制楼梯构件在工程实际中的推广应用带来了诸多的影响与不便,无论是建筑内部整体美观还是工程整体竣工验收,都因此受到了不同程度的影响,所以预制楼梯构件在自重作用下梯段板板底普遍开裂的现象已经成为困扰目前装配式住宅建筑市场的一个普遍共性问题,急需有效的方法与措施来解决。



2、成因分析


1、为使预制楼梯达到清水效果,浇筑混凝土时一般振动时间较长,顶部的混凝土石子下沉,砂浆层较厚,水胶比偏大、收缩大,且阴角处表面张力偏大、混凝土厚度小,容易形成干燥收缩裂缝。



2、冬季施工阶段,未采取冬季施工保温措施,仅采用毡布覆盖,考虑气温较低;在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,而气温较低,混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。如果在混凝土施工过程中温差变化较大,或混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝。



3、冬天养护不到位,养护环境湿度不足,表层混凝土失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土强度还很低,无法抵抗其本身收缩,产生裂缝。


PS:湿度对混凝土强度的影响


在南方的秋季和冬季天气一般会比较干燥;很多养护窑的设计只重视温度,不重视湿度,用电热管升温,温度升高后不及时加湿,这些因素都会导致PC构件表面失水。


PC 构件生产完毕后,若不及时覆盖塑料薄膜保湿养护,以及在养护窑内湿度太低,就会在上述因素作用下造成新浇注混凝土表面0.5cm左右厚度的混凝土失水,造成水灰比变小,强度发展与 0.5cm以下混凝土不同步,混凝土表面因为失水而开裂,影响混凝土质量。


同时,混凝土水化需要外界大量补充水,否则,水化时没有充足的水,水化就会不完全,最终影响混凝土强度,影响PC构件质量。所以,混凝土的保湿也是非常重要的。目前不少工厂的养护窑加湿还不能满足养护需求,尤其是开了电热管加温,不加湿,会导致湿度下降,造成混凝土表面产生裂缝的质量问题。


3、处理方式


此类干缩裂缝一般宽度小、深度较浅,仅限于预制楼梯浇筑面,不影响其承载力,但对外观有一定的影响,因此需用专用修补材料对裂缝处进行修补,以肉眼看不见裂缝为处理标准。



4、预防措施


1、减小混凝土坍落度,控制在100~140mm范围内;分3层浇筑,1、2层浇筑时延长振捣时间以有效排除气泡,预留约10cm的高度作为第3层振捣;第3层振捣时,减少振动时间,防止顶部的混凝土因振动时间过长导致分层;收面完成后,立即用厚湿布覆盖养护,减少水分蒸发速度。


2、制订详细的混凝土养护方法细则,严格遵守相关标准的规定,考虑春、夏、秋、冬不同气候特点,有针对性制订不同情况下的养护方法。具体混凝土构件表面收缩裂缝控制方法如下:


(1)选用干缩值较小的早期强度较高的水泥,可通过掺加粉煤灰、矿渣粉或掺加合适的减水剂降低水泥用量,减少水化热。


(2)混凝土浇筑施工后及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,定时浇水,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。


(3)冬季施工加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的保温覆盖养护时间,并涂刷养护剂养护。


(4)普通水泥和矿渣水泥养护不得少于14d,火山灰和粉煤灰水泥养护不少于21d。出现高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,加强养护。


(5)高温季节浇筑时,改善混凝土的搅拌加工工艺,物理方式降低混凝土的浇筑温度与控制混凝土升温。


5、结语


混凝土部品部件的质量关系到整个结构的质量,预制构件生产企业应不断改进工艺、加强监管、精细施工,提高预制混凝土部品部件质量。真正把混凝土部品部件打造成高精度高质量的工业制造品。


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(编辑:奚雅青)


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