某框架樓混凝土頂板裂縫原因簡(jiǎn)析*

周建梅

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

某框架樓混凝土頂板裂縫原因簡(jiǎn)析*

周建梅

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

本文針對(duì)某框架混凝土頂板裂縫, 通過(guò)檢測(cè), 主要從材料、混凝土施工工藝等方面,分析混凝土頂板裂縫產(chǎn)生的原因,并提出修補(bǔ)和預(yù)防措施。

頂板混凝土;裂縫

1 工程概況

某框架樓, 設(shè)計(jì)為地下一層, 地上11層的全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。該樓采用混凝土灌注樁及承臺(tái)梁基礎(chǔ)?；炷翉?qiáng)度等級(jí)分別為: 地下室、一、二層為C35，三～五層為C30，六、七層C25，八～十一層為C20。內(nèi)墻用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿；2008年9月開(kāi)工, 地上十一層主體于2010年4月完工。2010年8 月對(duì)該樓進(jìn)行砂漿抹面時(shí)發(fā)現(xiàn)各層頂板存在大量裂縫，其他的柱、墻、梁、板上則均未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫。對(duì)裂縫檢測(cè)和分析原因后，采取對(duì)應(yīng)的修補(bǔ)措施，修補(bǔ)以后，未再發(fā)現(xiàn)有新的裂縫出現(xiàn)，而修補(bǔ)過(guò)的裂縫也未再發(fā)展。

2 裂縫檢測(cè)結(jié)果

頂板在進(jìn)行砂漿抹面時(shí)發(fā)現(xiàn)滲水，經(jīng)分析為上層用水從板底裂縫中滲出。從滲漏水線和現(xiàn)場(chǎng)分析，裂縫均為貫通性裂縫，且呈不規(guī)則狀分布,屬典型的現(xiàn)澆板收縮裂縫。裂縫主要分布在二層和十層頂板上，縫寬0.05～0.25mm ,如圖1和圖2所示。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)監(jiān)控，未發(fā)現(xiàn)以上裂縫的進(jìn)一步發(fā)展和新的裂縫出現(xiàn)。

圖1 第二層頂板裂縫圖

圖2 10層頂板裂縫圖

3 裂縫原因分析

表1 混凝土配合比表

3.1 材料

所用混凝土為商品混凝土,坍落度一般160～180mm，實(shí)際初期施工混凝土坍落度為200mm左右,采用混凝土泵施工。

配制混凝土所用水泥為內(nèi)蒙蒙西普通硅酸鹽P·O42.5水泥，28d強(qiáng)度為48.8～51.6MPa，高于強(qiáng)度值42.5MPa，水泥質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰(FA)為包頭達(dá)旗電廠II級(jí)灰, 品質(zhì)檢驗(yàn)合格。砂子采用包頭清水砂，表觀密度2.65g/cm3，堆積密度1.560kg/m3，細(xì)度模數(shù)2.9，品質(zhì)合格。石子為包頭青碎石，最大粒徑31.5mm。外加劑為北京方興建材JF-9減水劑。因此，從混凝土攪拌站提供的上述原材料質(zhì)量證明書、復(fù)驗(yàn)報(bào)告、混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)原材料抽樣分析的結(jié)果來(lái)看，可以排除各種原材料不合格的因素。

二層頂板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35，十層為C20，配合比見(jiàn)表1。施工現(xiàn)場(chǎng)分別取樣39組，作抗壓試驗(yàn),平均強(qiáng)度C35為42.6MPa，C20為25.3MPa。因此，該配合比滿足設(shè)計(jì)要求。

但是,根據(jù)一些研究[1-3]成果,該配合比的水泥用量較高,水灰比小, 使混凝土內(nèi)部發(fā)熱量大,混凝土收縮值大。因此產(chǎn)生較大的溫降收縮和自身體積收縮。在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)條件和工藝條件下,可能產(chǎn)生裂縫。

3.2 施工及氣候的原因

查閱該框架樓施工資料知道，二層的頂板施工期為9月份, 氣溫相對(duì)較高，溫差也大，若養(yǎng)護(hù)不善或養(yǎng)護(hù)期過(guò)短,則很容易產(chǎn)生頂板的收縮裂縫。而十層施工期為3月份，是該地區(qū)較為寒冷、干燥的一個(gè)時(shí)期，每天于21時(shí)施工完畢后，混凝土正處于初凝期，強(qiáng)度尚未有大的發(fā)展，作業(yè)面又沒(méi)有防風(fēng)措施，導(dǎo)致混凝土失去水分過(guò)快，引起表面混凝土干縮，產(chǎn)生裂縫。根據(jù)有關(guān)資料記載，當(dāng)風(fēng)速為7m/s時(shí)，水分的蒸發(fā)速度為無(wú)風(fēng)時(shí)的2倍；當(dāng)相對(duì)濕度為30%時(shí)，蒸發(fā)速度為相對(duì)濕度90%時(shí)的3倍以上。假如將施工時(shí)的風(fēng)速和濕度影響疊加，則可推算出此時(shí)的混凝土干燥速度為通常條件下的6倍以上。另外，從裂縫絕大多數(shù)集中在構(gòu)件較薄及與外界接觸面積最大的樓板上這一現(xiàn)象也可證實(shí)，開(kāi)裂與其使用的材料關(guān)系不大，而受氣象條件的影響大些。

另一方面，在調(diào)查中也了解到，施工中有些施工人員素質(zhì)差，為了省時(shí)省力，隨意加水，加大水灰比，如果養(yǎng)護(hù)不到位，則極容易導(dǎo)致干縮裂縫的產(chǎn)生。而從混凝土構(gòu)件較為明顯的局部存在跑模、漏漿等外觀缺陷及施工中施工人員對(duì)已出現(xiàn)的細(xì)小裂縫不夠重視等方面，也可以看出,施工隊(duì)伍的質(zhì)量控制水平比較差。

3.3 其他因素

經(jīng)調(diào)查,該框架樓施工期間整體下沉量不足3mm，而且均勻沉降；模板拆除后未發(fā)現(xiàn)梁板底部彎曲下沉現(xiàn)象，而且施工期間亦未受到其他震動(dòng)。因此，基本可以排除其他因素(諸如支撐下沉、外力作用等)對(duì)樓層頂板的影響。

4 修補(bǔ)辦法及效果

經(jīng)過(guò)以上的調(diào)查分析，本框架樓的結(jié)構(gòu)是安全的，梁板的承載力是滿足設(shè)計(jì)要求的。參照日本混凝土工程協(xié)會(huì)制定的《混凝土工程裂縫調(diào)查及補(bǔ)強(qiáng)加固規(guī)程》4.2.3條款之規(guī)定，小于0.3mm的裂縫無(wú)須修補(bǔ)。但考慮到本工程的重要性和業(yè)主對(duì)此問(wèn)題的重視程度，同時(shí)也為了防止鋼筋銹蝕而影響耐久性，本著預(yù)防為主的原則，決定按照需要修補(bǔ)的規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)。具體修補(bǔ)措施如下：

樓板基底用鋼絲刷清理干凈后，用低黏度改性環(huán)氧樹(shù)脂沿縫涂抹，寬度100mm。自然干燥后盡快粉刷封閉。

修補(bǔ)以后，未再發(fā)現(xiàn)有新的裂縫出現(xiàn)，而修補(bǔ)過(guò)的裂縫也未再發(fā)展。由此可以斷定當(dāng)時(shí)對(duì)主要原因的分析和處理辦法是正確的。

5 頂板混凝土裂縫預(yù)防措施

（1）延長(zhǎng)混凝土拆模時(shí)間。養(yǎng)護(hù)7d的抗壓強(qiáng)度值接近達(dá)到C30以上,由此確定頂板結(jié)構(gòu)拆模時(shí)間至少為7d。

（2）減少混凝土坍落度。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn), 確定混凝土的坍落度為140～160mm。

（3）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。一般在板頂面蓄水養(yǎng)護(hù), 保證水化用水充足,減少收縮;同時(shí),也可以使一些微小裂縫愈合。

（4）加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理,杜絕施工人員隨意加水。

通過(guò)以上措施,基本控制了新澆混凝土段不發(fā)生和少發(fā)生裂縫。但從上述分析, 尚需從混凝土結(jié)構(gòu)、材料( 和配合比) 、工藝等方面的改善來(lái)控制混凝土裂縫的發(fā)生和發(fā)展。

[1]蔣正武等.國(guó)外混凝土自收縮研究進(jìn)展評(píng)述[J].混凝土, 2001,( 4):30-33.

[2]覃維祖.混凝土的收縮、開(kāi)裂及其評(píng)價(jià)與防治[J].混凝土, 2001,( 7):3-7.

[3]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制[M]. 北京:中國(guó)電力出版社,1999.

*內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金（2009NC026)

周建梅（1972-），內(nèi)蒙古包頭市人，副教授，從事材料合成及應(yīng)用科研與教學(xué)工作。

[單位地址]內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院(014010)