淺談現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制

許家安

（太湖縣安吉特建材有限公司安徽太湖縣　246430）

淺談現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制

許家安

（太湖縣安吉特建材有限公司安徽太湖縣246430）

現(xiàn)澆混凝土樓板存在的有害裂縫不僅影響結(jié)構(gòu)的耐久性，而且也引發(fā)了對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的質(zhì)疑，是一個(gè)迫切需要解決的技術(shù)難題?；仡櫧陙?lái)在混凝土公司的工作實(shí)踐，本文試從裂縫的形態(tài)、成因和控制措施，以及裂縫的處理等方面，談?wù)劰P者的理解。

1　裂縫的形態(tài)及發(fā)生部位

裂縫的一種形態(tài)呈上寬下窄。裂縫從混凝土表面開(kāi)始形成，形狀不規(guī)則，長(zhǎng)短不一。多為貫穿裂縫，少數(shù)為淺表裂縫。裂縫寬度在0.1～0.5mm，個(gè)別的大于0.5mm。此類裂縫約占90%以上。

裂縫主要發(fā)生部位：現(xiàn)澆樓板中間部位，沿負(fù)彎矩筋邊緣，模板四角45°折角，沿管線預(yù)埋方向，施工縫處等。

裂縫另一種形態(tài)呈下寬上窄，大多發(fā)生現(xiàn)澆樓板跨中和跨度較大的梁上，裂縫是從混凝土底面開(kāi)始形成的，是受力裂縫。形狀較為規(guī)則，基本上是貫穿裂縫。這類裂縫數(shù)量極少。

2　裂縫的成因分析

裂縫是在建筑工程領(lǐng)域中相當(dāng)普遍的問(wèn)題。大量調(diào)查研究得出，80%以上的混凝土裂縫是由各種變形引起的，其中主要是溫度變形和收縮變形，當(dāng)這兩種變形產(chǎn)生的約束超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，裂縫便產(chǎn)生了。

（1）溫度裂縫水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，混凝土內(nèi)部與表面的散熱條件不同，中心溫度高，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土內(nèi)外約束力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。初期裂縫較細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展繼續(xù)擴(kuò)大，基本上都會(huì)貫穿。

（2）塑性收縮裂縫混凝土在塑性狀態(tài)時(shí)經(jīng)振搗后，混凝土表面泌水，因重力關(guān)系，水分、粉煤灰上升，而粗骨料和水泥粒子豎向下沉，形成龜裂。

（3）干燥收縮裂縫當(dāng)混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，內(nèi)部水分上升達(dá)不到揮發(fā)的速度，表面就會(huì)收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生細(xì)小的裂縫，如果不及時(shí)處理，裂縫繼續(xù)發(fā)展，直至形成貫穿裂縫。

（4）化學(xué)收縮裂縫（化學(xué)收縮、碳化收縮、自收縮）水泥劇烈水化反應(yīng)，同空氣中二氧化碳反應(yīng)，高強(qiáng)混凝土因水泥用量較大自生收縮，使內(nèi)部和表面形成較大的變形，混凝土抗拉強(qiáng)度不足以抵抗時(shí)，產(chǎn)生皴裂。

（5）施工原因產(chǎn)生的裂縫。

3　裂縫的預(yù)防控制措施

泵送混凝土為了更好的輸送，采用較小粒徑的粗骨料，較大砂率以及為保證混凝土的流動(dòng)性，增加單位用水量，在水灰比一定的情況下，勢(shì)必增加水泥用量，增加水化熱釋放，客觀上增大了混凝土收縮，從而增大開(kāi)裂的可能性。但是這些情況并非不可控制，主要從優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，加強(qiáng)施工后的后續(xù)管理，從而使混凝土少產(chǎn)生或不產(chǎn)生裂縫，特別是有害裂縫。

3.1優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，提高混凝土自身抗拉性能

在現(xiàn)有配合比的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步試驗(yàn)研究有利于抗裂性能的混凝土配合比，盡量減小水泥用量，減少用水量，降低砂率，增加粗骨料粒徑和用量，降低骨料中的含泥量及雜質(zhì)含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。對(duì)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制裂縫的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)摻加補(bǔ)償收縮的膨脹劑和纖維。

（1）優(yōu)選水泥大量實(shí)驗(yàn)研究表明，水泥抗裂性能降低會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮增大。由于片面追求高強(qiáng)及早強(qiáng)，水泥的含堿量越來(lái)越高，細(xì)度越來(lái)越細(xì)，C3S含量越來(lái)越高，使水泥抗裂性能大幅度降低。所以選擇含堿量低、細(xì)度大以C3S含量相對(duì)低的中低熱水泥拌制混凝土。

（2）選用高效減水劑使用具有減水率高、緩凝，保塑的優(yōu)質(zhì)外加劑可以大幅降低水泥用量，減少水化熱的產(chǎn)生，而緩凝的組分又能讓水化熱產(chǎn)生的峰值延后，起到減少混凝土收縮的作用。

（3）摻加摻合料在現(xiàn)代混凝土中大量使用粉煤灰和礦渣微粉。Ⅰ、Ⅱ級(jí)粉煤灰能夠替代部分水泥，還能起到滾珠、形態(tài)效應(yīng)和活性效應(yīng)，與礦渣微粉一起，與水泥中的堿發(fā)生二次反應(yīng)，不僅增加水泥石的數(shù)量提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)也使水化熱釋放延緩，減少混凝土的收縮，但礦粉摻量比例應(yīng)當(dāng)合適，過(guò)大的摻量會(huì)增加早期開(kāi)裂趨勢(shì)。

（4）骨料方面混凝土的彈性模量越高收縮越低，粗骨料的較大粒徑、較好的粒形、良好的級(jí)配以及較大的用量能夠提高彈性模量，細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)選用中砂較為合理。合理的砂率不僅能提高工作性，也能保證粗骨料含量，從而降低混凝土收縮。粗細(xì)骨料中的含泥量、泥塊含量和雜質(zhì)含量大的骨料，同樣增大混凝土的收縮。

3.2改善混凝土施工和養(yǎng)護(hù)工藝，減少混凝土自身收縮

試驗(yàn)證明，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土的收縮影響很大，養(yǎng)護(hù)14d比養(yǎng)護(hù)3d的收縮降低約20%。澆筑不久的混凝土，水泥水化速度較快，一定的潮濕條件可防止混凝土表面失水過(guò)快而產(chǎn)生收縮，同時(shí)散熱時(shí)間延長(zhǎng)，使溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而防止裂縫的產(chǎn)生。此外，也可使水泥水化充分、完全，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)后期抗裂能力。

對(duì)已澆筑的混凝土，在即將達(dá)到初凝時(shí)，按照手指輕按混凝土表面，凹陷約2～3mm的狀態(tài)，用木模板或用磨光機(jī)進(jìn)行二次抹壓搓毛，以增加表面抗裂能力，并立即進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。對(duì)于大風(fēng)、高溫、干燥的等特殊氣候不宜采取所謂的12h后才允許澆水養(yǎng)護(hù)。采用這樣的施工工藝，即使表面出現(xiàn)細(xì)小的裂紋，但極少產(chǎn)生貫穿性裂縫。

也可以在終凝前進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水而在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

最好在澆筑后的混凝土表面覆蓋塑料薄膜或濕潤(rùn)的苫布、土坯布等，進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)。試驗(yàn)證明，充分保濕的情況下處于塑性的混凝土即使產(chǎn)生了細(xì)小的裂紋可以自身縮小甚至閉合，至少不會(huì)向縱深發(fā)展。

從施工現(xiàn)場(chǎng)裂縫處理的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，施工人員對(duì)商品混凝土的特性了解不足，尤其是澆筑后的后續(xù)管理跟不上，不設(shè)專人管理，不采取二次抹面和保濕養(yǎng)護(hù)，是裂縫出現(xiàn)的重要原因。

3.3規(guī)范施工操作，避免因施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫

（1）鋼筋在樓板中起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。在施工過(guò)程中難免被大量踩踏，上層鋼筋受到踩踏后會(huì)彎曲、變形、下墜，很容易產(chǎn)生裂縫。

（2）預(yù)埋電線管位置處理不當(dāng)。當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大或鋼筋、管線交叉重疊，管線上表面接近混凝土表面，上面未加鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)片，導(dǎo)致保護(hù)層過(guò)薄出現(xiàn)較長(zhǎng)的裂縫

（3）澆搗時(shí)沒(méi)有控制板厚的可行措施，厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。

1)系統(tǒng)通過(guò)在運(yùn)輸車輛、公路沿線等地設(shè)置傳感器節(jié)點(diǎn)等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，為運(yùn)輸?shù)墓呓壎≧FID 射頻卡；建立了集成有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，支持?jǐn)z像頭、通話器和RFID 等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集方式。

（4）澆搗時(shí)應(yīng)進(jìn)行連續(xù)澆筑，間隔時(shí)間最大不宜長(zhǎng)于45min，過(guò)長(zhǎng)則容易產(chǎn)生施工冷縫，而新舊混凝土接槎處應(yīng)反復(fù)充分振搗。

（5）不要過(guò)早進(jìn)行吊裝鋼筋等下一道工序，合適的時(shí)間應(yīng)在樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到5N/mm2以后，避免因過(guò)強(qiáng)的震動(dòng)而產(chǎn)生裂縫。

（6）上部模板支撐立桿與樓面接觸部位應(yīng)設(shè)有墊木，避免成型后的混凝土因承受荷載局部變形，致使裂縫產(chǎn)生。

（7）澆筑完畢后上部荷載也可能使下一層樓板超載。除非下一層板的混凝土已達(dá)100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度。為防止新澆混凝土受震動(dòng)和發(fā)生局部的荷載過(guò)重，在澆筑后兩天內(nèi)不要拆除其下部的任何一層模板和支撐。

（8）重視薄弱環(huán)節(jié)管理，控制產(chǎn)生裂縫的因素。對(duì)施工縫，后澆帶等應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范施工，制定具體措施，作好技術(shù)交底，必要時(shí)摻加膨脹劑，以調(diào)節(jié)混凝土的收縮。

4　裂縫的應(yīng)對(duì)處理

（1）裂縫寬度在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，可不作處理。若影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫，待其發(fā)展基本穩(wěn)定后提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)部門提供處理方案，進(jìn)行加固或返工解決。

（2）不影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫可按下述方法進(jìn)行封閉處理：

①化學(xué)灌漿：適用于貫通裂縫，采用專用壓力設(shè)備，將化學(xué)漿液壓入縫內(nèi)，一般化學(xué)漿液為環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨脂等。

②開(kāi)槽嵌縫：在原有裂縫位置開(kāi)槽，槽內(nèi)清理干凈，用密封材料填滿嵌實(shí)，密封材料有環(huán)氧膠泥，密封油膏，聚合物砂漿等。

③表面涂抹：在裂縫表面涂刷密封涂料或防護(hù)砂漿，一般用玻纖布作為面層，密封涂料采用聚氨脂或環(huán)氧樹(shù)脂，防護(hù)砂漿采用聚合物砂漿或氯丁膠乳砂漿。

5　結(jié)束語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)的房屋破壞和倒塌往往是從裂縫開(kāi)始的，因此人們對(duì)裂縫往往產(chǎn)生一種建筑破壞的恐懼感。對(duì)于設(shè)計(jì)施工人員，遇到裂縫問(wèn)題，首先應(yīng)反復(fù)調(diào)查裂縫狀態(tài)，找出引起開(kāi)裂的主要原因，分析其危害性，既不能忽視安全隱患的存在，也不能產(chǎn)生“裂縫恐懼癥”，應(yīng)該正確對(duì)待裂縫。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)遵循極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，采用細(xì)而密的配筋方式，對(duì)樓板的剛度控制應(yīng)提高標(biāo)準(zhǔn)等，從裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)看，雙層雙面鋼筋的高層建筑比多層的磚混結(jié)構(gòu)要少得多。

在施工方面，施工單位應(yīng)把現(xiàn)澆混凝土樓板這一工序列為“關(guān)鍵工序”和“特殊工序”，進(jìn)行嚴(yán)格的“過(guò)程控制”，尤其要加強(qiáng)混凝土澆筑完畢后續(xù)管理，以提供住戶滿意的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

TU755

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1673-0038（2015）26-0115-02

2015-6-10