現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因及控制措施

閆香云

現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因及控制措施

閆香云

首先指出現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題,對(duì)混凝土樓板的裂縫按其成因進(jìn)行了分類,分析了其形成機(jī)理,并針對(duì)不同裂縫提出了預(yù)防和處理措施,從而控制樓板裂縫的發(fā)生。

混凝土,裂縫,控制,處理

隨著社會(huì)的進(jìn)步,建筑工程設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變及理論的完善,施工水平不斷提高,現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)早已取代了二十世紀(jì)六七十年代的預(yù)制樓板結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土樓板以其整體性好,抗震性能卓越,施工間歇短等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各種功能的建(構(gòu))筑物中。但在施工過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)混凝土樓板易出現(xiàn)蜂窩、麻面、裂縫等質(zhì)量通病,經(jīng)我們采用排列表法統(tǒng)計(jì),在諸多混凝土質(zhì)量通病中,裂縫占 42%,可見其發(fā)生的頻率之高,特別是在大體積混凝土中,裂縫的出現(xiàn)頻率高達(dá) 80%,為質(zhì)量通病首要控制因素。

本文將論述混凝土裂縫的成因及控制措施。

1 混凝土裂縫的成因

一般情況下,樓板裂縫外在表現(xiàn)為：表面龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因,主要有施工、設(shè)計(jì)及混凝土原材料三方面的原因,以下將逐一具體分析。

1.1 施工質(zhì)量方面

1)混凝土施工過(guò)分振搗,模板、基層過(guò)于干燥：混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,易形成收縮裂縫。而模板、基層在澆筑混凝土之前灑水不夠,過(guò)于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫。

2)混凝土澆搗后過(guò)分抹壓會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過(guò)多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土板表面龜裂、裂縫。

3)施工工藝不當(dāng)致使支座處負(fù)筋下陷,保護(hù)層過(guò)大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫;樓板混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度,過(guò)早拆模,或者在混凝土未達(dá)到終凝時(shí)間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,致使混凝土早期強(qiáng)度低或無(wú)強(qiáng)度時(shí),承受彎、壓、拉應(yīng)力,導(dǎo)致樓板出現(xiàn)超載裂縫。

4)后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫：為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力,規(guī)范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設(shè)計(jì)要求施工,例如施工未留企口縫;板的后澆帶不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫,這種裂縫一般比較規(guī)則,屬于收縮裂縫和沉降裂縫。

5)樓板內(nèi)的暗裝水管、電線套管鋪設(shè)不當(dāng),如水管、電線套管鋪設(shè)不夠牢靠、集中鋪設(shè)、上下交疊鋪設(shè)致使水管、電線套管上皮在墊層厚度 1/3以內(nèi),保護(hù)層厚度不足都可能造成板面沿管線長(zhǎng)度方向產(chǎn)生收縮裂縫。

6)混凝土的收縮(收縮裂縫)：混凝土硬化初期水泥的水化作用,形成一種新的水泥結(jié)晶體,這種結(jié)晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮產(chǎn)生收縮裂縫。

7)冬季施工過(guò)程中,混凝土受凍后體積膨脹在表面產(chǎn)生不規(guī)則的龜裂,如初期未能及時(shí)增加保溫,這種龜裂深度逐步加深,甚至能貫通樓板。

1.2 設(shè)計(jì)方面

1)地基的不均勻沉降：在住宅建設(shè)中,有相當(dāng)一部分的鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的裂縫,是由于地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下采用擴(kuò)展基礎(chǔ),則對(duì)于那些相對(duì)較長(zhǎng)的條式樓來(lái)說(shuō),要想保證它們沉降均勻是相當(dāng)困難的,因此,在這種情況下,有時(shí)也會(huì)由于基礎(chǔ)的不均勻沉降,而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的開裂。

2)荷載的作用：由于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行現(xiàn)澆板的配筋計(jì)算過(guò)程中,通常只是根據(jù)其承載能力來(lái)確定配筋量的,而往往忽略了對(duì)板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗(yàn)算,由此而引起裂縫的產(chǎn)生。

3)結(jié)構(gòu)體型突變及未設(shè)置必要的伸縮縫：房屋長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),而又未考慮設(shè)置伸縮縫,當(dāng)房屋的自由伸縮達(dá)到應(yīng)設(shè)置伸縮縫要求的間距時(shí),就要引起裂縫的產(chǎn)生。

4)在樓房的設(shè)計(jì)中,設(shè)備專業(yè)特別是電氣專業(yè),大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線集中于某一處,并且這些管線的直徑多為 20mm～30mm,由此就會(huì)使該處的現(xiàn)澆板厚度大大削弱,從而引起現(xiàn)澆板在該處開裂。

1.3 混凝土原材料質(zhì)量方面

1)水泥安定性不穩(wěn)定,水泥中含有生石灰或氧化鎂,這些成分在和水化合后體積膨脹,產(chǎn)生收縮裂縫。

2)如果骨料中含泥量過(guò)多,則隨著混凝土的干燥,會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

3)堿—骨料反應(yīng)：安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強(qiáng)的水泥起化學(xué)反應(yīng),生成有膨脹能力的堿—硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞,產(chǎn)生裂縫。

4)水灰比、坍落度過(guò)大,或使用過(guò)量粉砂,水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度值的變化影響很大。因此,水、水泥、外摻混合材料外加劑溶液的計(jì)量偏差,將直接影響混凝土的強(qiáng)度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大,抗拉強(qiáng)度低,容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。泵送混凝土為了滿足泵送條件：坍落度大,流動(dòng)性好,易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象,此時(shí),混凝土脫水干縮時(shí),就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。

2 樓板裂縫的控制措施

2.1 混凝土原材料質(zhì)量方面

1)宜選用低熱礦渣硅酸水泥,充分利用混凝土后期強(qiáng)度,以減少水泥用量。大量試驗(yàn)研究和實(shí)踐表明,每立方米混凝土的水泥用量增減 10 kg,其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低 1℃。

2)嚴(yán)把原材料進(jìn)貨關(guān),認(rèn)真地對(duì)進(jìn)場(chǎng)砂石骨料進(jìn)行檢驗(yàn),嚴(yán)格控制砂的粒徑及含泥量,含泥量應(yīng)不大于 3%。

3)嚴(yán)格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴(yán)格控制水和水泥用量,選擇級(jí)配良好的石子,減小空隙率,提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

4)摻加粉煤灰和外加劑。在滿足強(qiáng)度等設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的情況下,摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰,可以降低混凝土中水化熱,減少絕熱條件下的溫升,提高混凝土的后期強(qiáng)度及抗裂能力,效果非常顯著。試驗(yàn)表明：摻加 20%粉煤灰的水泥混凝土,其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的 80%。外加劑由于其減水作用和分散作用,在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時(shí),還可以降低水化熱,推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間,從而減少溫度裂縫發(fā)生的可能性。

2.2 施工過(guò)程控制

1)在混凝土澆搗前,應(yīng)先將基層和模板澆水濕透,避免混凝土過(guò)多吸收水分,澆搗過(guò)程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過(guò)度。

2)混凝土樓板澆筑完畢后,表面刮抹應(yīng)限制到最小程度,嚴(yán)禁在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。當(dāng)今各施工企業(yè)施工中經(jīng)常用塑料薄膜邊抹邊覆蓋即可保溫,以起到保濕作用,效果非常好。

3)嚴(yán)格施工操作程序,不盲目趕工。杜絕過(guò)早拆模。

4)施工后澆帶時(shí)杜絕在后澆處出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、不按圖紙要求留企口縫。

5)對(duì)于較粗的線管或多根線管的集散處,可增設(shè)垂直于線管的抗裂短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。線管在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處采用線盒,同時(shí)在多根線管的集散處宜采用放射形分布,以確保線管底部的混凝土灌注順利和振搗密實(shí)。

6)嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度。采用馬凳或混凝土墊塊等措施來(lái)固定負(fù)筋的位置,保證在施工過(guò)程中板面鋼筋不再下沉。

2.3 設(shè)計(jì)方面

1)對(duì)于地基的不均勻沉降引起的沉降裂縫,可以采取改用深基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)等方式以減少這類裂縫的發(fā)生。

2)在板角增加輻射筋。針對(duì)絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設(shè)輻射筋,使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫。

3)平面布置上盡量減少凹凸現(xiàn)象和設(shè)置必要的伸縮縫。

3 裂縫的處理方法

3.1 表面修補(bǔ)法

主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)承載力沒有影響的表面裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥,在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂。

3.2 灌漿、嵌縫封堵法

主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而達(dá)到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

3.3 結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí),就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的方法主要有以下幾種：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

3.4 電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于混凝土裂縫,應(yīng)以預(yù)防為主,為此需要精心設(shè)計(jì)、施工,

掌握住它的基本知識(shí),并根據(jù)實(shí)際采取有效措施,會(huì)使施工質(zhì)量得到很好的保證。以上各項(xiàng)技術(shù)措施并不是孤立的,而是相互聯(lián)系、相互制約的,設(shè)計(jì)和施工中必須結(jié)合實(shí)際、全面考慮、合理采用,才能起到良好的效果。實(shí)踐證明,在優(yōu)化設(shè)計(jì),改善施工工藝,提高施工質(zhì)量及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效技術(shù)措施,堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理,完全可以控制混凝土樓板裂縫的發(fā)生。

[1]彭 亮.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析與控制[J].山西建筑,2010,36(8)：150-151.

On reasons for cracks on cast-in-place concrete floor and its controlmeasures

YAN X iang-yun

The paper points out the cracks on cast-in-place concrete floor is a common and difficultengineering facts,classifies the cracks on the concrete floor according to their reasons,analyzes the formation mechanism,and points out the prevention and treatmentmeasures according to various cracks,so as to control the cracks on floors.

concrete,crack,control,treatment

TU755.7

B

1009-6825(2011)03-0086-02

2010-09-23

閆香云(1975-),女,工程師,山西四建集團(tuán)有限公司,山西太原 030002