住宅現(xiàn)澆板裂縫產(chǎn)生的原因及防治

李江輝

摘要：樓屋(面)結(jié)構(gòu)從預(yù)應(yīng)力圓孔板體系轉(zhuǎn)換為現(xiàn)澆混凝土體系以來(lái)，樓板裂縫已成為工程質(zhì)量的突出問(wèn)題，是房屋建筑質(zhì)量通病之一。本文從現(xiàn)澆混凝土樓(屋)面板裂縫的現(xiàn)狀、產(chǎn)生的原因分析著手，從設(shè)計(jì)、材料和施工等環(huán)節(jié)提出控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的具體措施及建議，供同行參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土 裂縫 現(xiàn)狀和原因 措施

0 引言

近年來(lái)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋) 面已逐步替代傳統(tǒng)使用的預(yù)應(yīng)力圓孔板，使房屋建筑在結(jié)構(gòu)的整體性、抗震性、抗?jié)B漏及抗房屋不均勻沉降等方面有較大的提高，解決了一些由于使用預(yù)應(yīng)力圓孔板而引發(fā)樓(屋) 面的質(zhì)量通病。但是新的問(wèn)題也隨著舊的矛盾的解決而出現(xiàn)，各種原因引起的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋) 面裂縫已經(jīng)成為廣大用戶及建筑工程技術(shù)人員面臨的新問(wèn)題。

1 樓板裂縫的表現(xiàn)

混凝土開(kāi)裂實(shí)際上是其內(nèi)部應(yīng)力釋放或外部應(yīng)力作用的一種表現(xiàn)，最終達(dá)到應(yīng)力平衡的機(jī)理。從宏觀分析，引起混凝土開(kāi)裂的因素可歸納為兩個(gè)方面:首先是混凝土內(nèi)部自身存在的因素，涉及到組成材料的性質(zhì)(如水泥品種、細(xì)度、骨料品種、含泥量、級(jí)配等) 、各種組材的配合比(包括水泥用量、拌和水用量、含砂率等)；其次是外界因素，涉及環(huán)境條件、外部結(jié)構(gòu)約束、施工管理(振搗、養(yǎng)護(hù)、拆模等) 和荷載作用等。裂縫按現(xiàn)澆鋼筋混凝土組成材料的特性、建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及設(shè)計(jì)施工等方面問(wèn)題可以分為收縮裂縫(包括塑性收縮、化學(xué)收縮、干燥收縮、溫差收縮等)、溫差裂縫、結(jié)構(gòu)裂縫、構(gòu)造裂縫和質(zhì)量裂縫，上述裂縫除質(zhì)量原因引發(fā)的裂縫無(wú)規(guī)律外，其他原因引發(fā)的裂縫具有一定的規(guī)律性，還有一些裂縫是綜合作用的結(jié)果。

從裂縫出現(xiàn)的時(shí)間考慮，可以分為早期裂縫、中期裂縫和晚期裂縫。而早、中、晚三期的劃分與施工期間氣候、地理環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用材料有直接關(guān)系，很難人為地以年、月、日進(jìn)行劃分，一般將主體施工過(guò)程出現(xiàn)的裂縫稱為早期裂縫，竣工前后出現(xiàn)的裂縫稱為中期裂縫，交付使用后出現(xiàn)的裂縫稱為晚期裂縫。

2 裂縫的原因分析

2.1 建筑設(shè)計(jì)方面原因 在現(xiàn)繞樓板平而形狀突變的部位，由于應(yīng)力集中現(xiàn)象，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。在住宅臥室、起居室、電梯旁的平面形狀不規(guī)則的部位，有時(shí)樓板遇到電梯開(kāi)洞等位置，樓板的受力情況復(fù)雜，來(lái)自兩方而的應(yīng)力疊加而產(chǎn)生應(yīng)力集中。在混凝土樓板的凹角部位就會(huì)產(chǎn)生大于混凝土抗拉強(qiáng)度的主拉應(yīng)力，形成上下貫穿性裂縫。

2.2 使用環(huán)境方面原因 這方面主要指環(huán)境溫度濕度的變化。尤其溫度的變化是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋) 面板產(chǎn)生裂縫的原因。夏季由于受高溫影響，外部建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹變形，使與其連接的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋) 面相應(yīng)地發(fā)生變形，板內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，特別是在縱橫外墻兩方向的夾角處的樓面板呈現(xiàn)兩個(gè)方向的拉伸應(yīng)力，其主拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度(2～3MPa)時(shí)，混凝土出現(xiàn)裂縫。這就是部分建筑樓面板在轉(zhuǎn)角處容易發(fā)生近似45°斜裂縫的機(jī)理之一，通常這一裂縫是上下貫穿的。

2.3 混凝土材料的原因 混凝土材料的配比不當(dāng)，粗細(xì)骨料的含泥量、水泥的品種、細(xì)度等也是產(chǎn)生裂縫的原因。隨著城市環(huán)境保護(hù)的需要和高層建筑的發(fā)展，預(yù)拌(泵送)混凝土已成為混凝土供應(yīng)的主要方式。為了達(dá)到運(yùn)輸、泵送和施工的要求，混凝土單位用水量和水泥用量明顯加大，含砂率和坍落度也大于現(xiàn)場(chǎng)攪拌的混凝土，因此混凝土固體顆粒間的層間水和毛細(xì)孔大大增加，水泥石的凝膠體也隨著水泥用量的增加而增加。

2.4 施工原因 施工過(guò)程中模板支撐不合理、拆模過(guò)早、施工作業(yè)人員隨意踩踏抗負(fù)彎矩鋼筋、過(guò)度振搗和壓抹、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)及缺乏必要的養(yǎng)護(hù)期、施工荷載控制不嚴(yán)等均是混凝土開(kāi)裂的因素。

3 裂縫防止對(duì)策

材料的組成決定了混凝土的不均質(zhì)性，內(nèi)部固相、氣相、液相及各種孔隙、缺陷、微裂等存在著相互作用。引起現(xiàn)澆混凝土樓(屋)面板裂縫的因素涉及設(shè)計(jì)方面、使用環(huán)境方面、材料方面和施工方面的各個(gè)環(huán)節(jié)，總結(jié)、分析裂縫的現(xiàn)狀和成因，探索相應(yīng)的控制對(duì)策，具有十分重要的意義。

3.1 設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的措施

3.1.1 目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要根據(jù)混凝土和鋼筋的彈—塑性確立的理論，包括極限強(qiáng)度、極限變形和極限裂縫三種極限狀態(tài)為主的強(qiáng)度理論。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分析建筑物豎向構(gòu)件的剛度，充分考慮現(xiàn)澆混凝土豎向構(gòu)件與樓板平面之間三維空間的內(nèi)力分配和協(xié)調(diào)變形，樓板配筋中(尤其是建筑物端部和外墻轉(zhuǎn)角處)應(yīng)考慮側(cè)向力或溫度引起豎向構(gòu)件與樓板之間的內(nèi)力傳遞和變形問(wèn)題，滿足內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力需求和角端嵌固作用產(chǎn)生的負(fù)彎矩效應(yīng)。

3.1.2 控制建筑物的長(zhǎng)度，適當(dāng)增設(shè)伸縮縫或后澆帶，減少樓板的收縮膨脹影響。有預(yù)埋塑料管的混凝土樓面，應(yīng)適當(dāng)加大樓板的截面厚度，避免管線在樓板內(nèi)十字交叉，管線位置以預(yù)埋在混凝土中性層為妥。

3.1.3 加強(qiáng)屋面保溫隔熱措施，降低陽(yáng)光輻射導(dǎo)致屋面結(jié)構(gòu)的升溫，外墻面宜采用淺色裝飾材料，增強(qiáng)熱反射，減少熱量吸收等措施對(duì)防止溫度裂縫有一定的幫助。

3.2 混凝土的組成材料選擇 在保證混凝土強(qiáng)度等級(jí)和滿足施工需求的前提下，控制混凝土拌制時(shí)的水泥用量和用水量，能有效地減少混凝土毛細(xì)孔及收縮膨脹率較大的凝膠體總量，從而減少混凝土的干縮和化學(xué)收縮。合理的粗骨料級(jí)配、含砂率以及骨料含泥量小，砂的細(xì)度模量增大等是減少水泥、水用量的有效措施。另外，在混凝土拌制過(guò)程中摻入適量的減水劑和外摻材料(粉煤灰、礦粉等)，能提高混凝土坍落度，減少水泥和水的用量，同時(shí)外摻料能與水泥的水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成的膠體填充混凝土中的孔隙和毛細(xì)孔，對(duì)阻斷毛細(xì)孔、致密混凝土、減少收縮、提高后期強(qiáng)度十分有利，對(duì)加大混凝土的流動(dòng)性，提高泵送性能有積極的作用。

3.3 施工工藝應(yīng)采取的措施

3.3.1 首先模板支撐體系必須具有足夠的剛度，其豎向桿件、水平桿件、斜撐應(yīng)具有整體穩(wěn)定性，防止形成可變機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)除考慮荷載(包括施工荷載和自重) 外，還應(yīng)考慮混凝土澆搗時(shí)的側(cè)向力引起模板支撐的整體側(cè)移；在局部上應(yīng)考慮橫楞的間距，防止橫楞之間模板的彎曲變形。

3.3.2 在混凝土澆筑過(guò)程中，要避免為減少拆、裝泵管次數(shù)而將混凝土拌合物集中卸料，用振搗器趕料等現(xiàn)象，使大量漿體被趕走，粗骨料留在卸料部位，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)分布失勻，導(dǎo)致漿體多的部位出現(xiàn)塑性收縮裂縫和干縮裂縫。

3.3.3 使用木質(zhì)模板應(yīng)在混凝土澆搗前使模板充分濕潤(rùn)，澆搗后應(yīng)及時(shí)覆蓋，嚴(yán)防烈日暴曬和冰凍，一般應(yīng)在初凝結(jié)束后開(kāi)始澆水養(yǎng)護(hù)。天氣越干燥，氣溫越高，澆水養(yǎng)護(hù)頻率應(yīng)加大；在氣溫較低的情況下，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?/p>

3.3.4 商品混凝土送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，不得隨意加水稀釋，泵送混凝土在符合泵送條件下，配合比設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低其坍落度和采用連續(xù)級(jí)配的粗骨料，并盡可能采用粒徑較大的顆粒級(jí)配，這樣既滿足泵送要求又降低組成材料的比表面積，對(duì)減少砂率和減少水泥用量較為有利，最終能減少混凝土內(nèi)部的空隙率和降低混凝土的收縮量。

4 結(jié)束語(yǔ)

混凝土裂縫的出現(xiàn)是不可避免的，關(guān)鍵問(wèn)題在于如何將裂縫控制在可以接受的范圍內(nèi)，而不影響結(jié)構(gòu)自身的使用和安全性能。

減少、控制混凝土樓(屋)面板裂縫的課題，既涉及設(shè)計(jì)、施工和原材料各個(gè)環(huán)節(jié)，也與工程所在地的環(huán)境(包括自然環(huán)境和建筑市場(chǎng)環(huán)境)、氣候有密切聯(lián)系，尚有待不斷研究，不斷完善解決辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1998.

[2]陳士良.現(xiàn)澆樓板的裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2003.

[3]韓素芳，耿維恕.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2004.