一、綜述
新澆筑的混凝土地坪如果受到約束不能自由收縮，其內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力，當(dāng)張應(yīng)力大于混凝土的抗張強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)開裂。這種早期開裂通常發(fā)生在混凝土地坪澆筑后的最初幾天內(nèi)，主要成因是混凝土干縮或熱收縮引起的體積變化。切割收縮縫是最常用的控制地坪早期開裂的手段，如果收縮縫設(shè)置得當(dāng)，早期開裂會(huì)被控制在收縮縫處，而不會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)開裂。
其實(shí)，切割收縮縫并不會(huì)阻止開裂的發(fā)生，而是將開裂控制在收縮縫處。為確保達(dá)到此目的，必須在張應(yīng)力超過混凝土的抗張強(qiáng)度前設(shè)置好收縮縫，收縮縫的深度和間距要滿足要求，否則就會(huì)有隨機(jī)或不受控制的裂縫產(chǎn)生，既裂縫不是發(fā)生在收縮縫處，而是隨機(jī)出現(xiàn)在地坪上。
為避免地坪出現(xiàn)隨機(jī)開裂，施工人員必須了解早期收縮開裂的產(chǎn)生機(jī)理，從而采取必要的措施避免出現(xiàn)此類病害。
二、收縮與束縛
隨著溫度和濕度的變化，混凝土的體積會(huì)發(fā)生相應(yīng)的收縮與膨脹。由于失水，30米長的地坪可以收縮1.2cm到2.4cm。而溫度下降也會(huì)讓混凝土地坪發(fā)生收縮:混凝土澆筑后水泥發(fā)生水化反應(yīng)，放出熱量，混凝土的溫度升高，達(dá)到峰值后開始下降，如果溫度下降28度，混凝土地坪會(huì)收縮0.5cm到1.35cm。當(dāng)混凝土地坪受到外界約束而無法自由伸縮時(shí)，這樣的收縮量足以引起地坪開裂。當(dāng)然并不是所有的收縮都發(fā)生在澆筑后的最初幾天，不過最初幾天產(chǎn)生的收縮足以使地坪開裂，而后續(xù)的收縮會(huì)使裂縫不斷變寬。
如果地坪可以自由伸縮，沒有受到任何的約束，就不會(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力，也不會(huì)出現(xiàn)開裂。但地坪通常都會(huì)受到基層或周邊結(jié)構(gòu)的限制，無法自由伸縮，因此會(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力而出現(xiàn)開裂，裂縫的數(shù)量和寬度與張應(yīng)力的大小有關(guān)。盡可能降低混凝土的收縮率，減少基層或周圍構(gòu)件對(duì)地坪的約束，可以顯著減少早期開裂。
混凝土的收縮率與水灰比直接相關(guān)，用水量越大，混凝土的干縮越大。另外，優(yōu)化骨料級(jí)配，調(diào)整水泥用量，可以減少混凝土的收縮。
約束混凝土地坪的主要因素是基層，牢固、平整、光滑的基層可以減少對(duì)地坪的約束力，從而減少早期開裂。通過施工縫將地坪與周圍構(gòu)件隔離，使地坪與周圍的構(gòu)件不直接連接，可以減少周圍構(gòu)件對(duì)地坪的約束，也可以減少早期開裂。
圖1：地坪與墻體之間設(shè)置伸縮縫，可以避免墻體對(duì)地坪的約束。
三、混凝土強(qiáng)度與張應(yīng)力
混凝土是典型的脆性材料，具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗張強(qiáng)度較差，只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，受到拉伸時(shí)，很容易出現(xiàn)開裂。當(dāng)干縮或溫度收縮產(chǎn)生的張應(yīng)力超過混凝土的抗張強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)開裂。
切割收縮縫的目的就是在混凝土地坪上人為地制造了一系列薄弱環(huán)節(jié)，使收縮開裂發(fā)生在這些薄弱環(huán)節(jié)處，從而使開裂受到控制。必須在張應(yīng)力小于混凝土抗張強(qiáng)度時(shí)，及時(shí)設(shè)置收縮縫，否則就會(huì)出現(xiàn)不受控制的隨機(jī)開裂。
混凝土中張應(yīng)力的增長速度主要與混凝土中水分流失速度和混凝土冷卻速度有關(guān)，也與地坪受到的約束強(qiáng)度有關(guān)?；炷翉?qiáng)度的增長速度主要取決于硅酸鹽水泥的水化速度，水化速度又與水泥種類、外加劑、溫度等因素有關(guān)?；炷翉?qiáng)度增長越慢，出現(xiàn)開裂的可能性就越大。
四、切割收縮縫
在混凝土受到的張應(yīng)力大于混凝土抗張強(qiáng)度前切割收縮縫，對(duì)于控制早期開裂，避免出現(xiàn)隨機(jī)裂縫至關(guān)重要。當(dāng)然，必須待混凝土具有一定強(qiáng)度后才能開始切割收縮縫，否則會(huì)破壞剛剛澆筑好的混凝土。因此切割收縮縫既不能太早，更不能太晚。
圖2：收縮縫切割太晚，沒有起到控制早期開裂的目的。
收縮縫的深度一般是地坪厚度的四分之一，但不要小于2.5cm。收縮縫的間距一般為地坪厚度的兩倍到三倍之間，如果地坪厚度為15cm，收縮縫的間距控制在30cm到45cm為宜。間距越大，發(fā)生不受控隨機(jī)開裂的可能性就越大。
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