鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫原因分析

王福順 WANG Fu-shun

（北京電力建設公司，北京 100070）

（Beijing Electric Power Construction Company，Beijing 100070，China）

0 引言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。

1 鋼筋混凝土板裂縫成因

1.1 收縮裂縫 混凝土凝固時，一些水份與水泥顆粒結合，使體積減少，稱為凝縮?，F(xiàn)拌混凝土收縮值一般為（4～6）×10-4，泵送流態(tài)混凝土收縮值約為（6～8）×10-4。另一些水份蒸發(fā)，使體積減小，稱為干縮，一般為（0.5～1.0）×10-4。收縮是凝縮和干縮的合稱，混凝土在干燥的過程中由表面逐步擴展到內(nèi)部，在混凝土內(nèi)呈現(xiàn)含水梯度，因此，表面收縮大而內(nèi)部手縮小，這種不均勻手段導致混凝土表面承受拉力，內(nèi)部承受壓力，當拉力超過混凝抗拉強度時就產(chǎn)生了收縮裂縫。

1.2 溫度裂縫 混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現(xiàn)冷熱變化時，將發(fā)生收縮和膨脹，一般混凝土的熱膨脹系數(shù)a=1×10-4/℃，產(chǎn)生溫度應力，當混凝土溫度和大氣溫差20～25℃，則造成溫差收縮值為（2～2.5）×10-4。當溫度應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生裂縫。由于混凝土水化熱的作用使得內(nèi)部與表面溫差過大，從而混凝土內(nèi)部受壓，表面受拉，因此，溫度裂縫大多是水化熱引起的。由于混凝土的抗壓強度遠遠大于抗拉強度，表面拉應力可能先達到并超過混凝土的抗拉強度從而產(chǎn)生間距大致相等的直線裂縫即溫差裂縫，這也正是結構裂縫的形態(tài)?；炷猎?～14d養(yǎng)護期間，主要出現(xiàn)溫差收縮，在養(yǎng)護結束后，主要出現(xiàn)干燥收縮和自收縮。混凝土收縮變形隨時間的發(fā)展如表1所示。14d的收縮量約占總收縮量的30%左右，3個月為80%左右。

表1 混凝土收縮變形的發(fā)展

溫度變化也是引起混凝土開裂的一個重要原因，由于混凝土早期抗拉強度低，極限拉伸值 εp為（0.8～1.0）×10-4，而混凝土收縮值 Sm 往往可以達到（2～3）×10-4，而當 Sm>εp時，則會出現(xiàn)裂縫。

1.3 施工的缺陷 在工程建設中，有相當一部分的鋼筋混凝土現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫，是由于施工方面的原因造成的，這些原因包括以下幾個方面：混凝土的強度等級達不到設計要求，現(xiàn)澆板的厚度不夠，鋼筋的放置不到位，配筋量的不足等均會造成現(xiàn)澆板的撓度過大，從而引起它在受彎抗拉處產(chǎn)生裂縫；剛澆筑的混凝土板也會因模板支撐下沉，使樓板撓度加大，拆模后也會出現(xiàn)裂縫；特別是對于陽臺、雨蓬、挑檐等懸臂構件，往往由于工人在澆灌混凝土過程中，將板上的負彎矩鋼筋踩倒，使構件不能承受負彎矩從而引起裂縫，嚴重的甚至于引起這些構件斷裂。

1.4 設備專業(yè)的影響 在工程建設中，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的裂縫也有一部分是受設備專業(yè)的影響引起的。目前，在樓房的設計中，設備專業(yè)特別是電氣專業(yè)，大多將照明，有線電視，通訊等所需的管線直接敷設于現(xiàn)澆板中，而且有時集中于某一處現(xiàn)澆板中的管線多達7-8根，并且這些管線的直徑多為2-3CM，由此就會使該處的現(xiàn)澆板厚度大大削弱，從而引起現(xiàn)澆板在該處開裂。

1.5 荷載的作用 在工程建設中，也有少部分鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的裂縫，是由于荷載作用方面的原因引起的，由于設計人員在進行現(xiàn)澆板的配筋計算過程中，通常只是根據(jù)其承載能力來確定配筋量的，而往往忽略了對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算，由此而引起裂縫的產(chǎn)生，這些裂縫有時也會超過規(guī)范的最大允許值，這也應當引起足夠的重視。

1.6 地基的不均勻沉降 在工程建設中，也有相當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。例如某些軟土場地，其地質層理構造一般為：表面1-1.5米為粘土，第二層為淤泥或淤泥質土。厚度為6-15米，其下為承載力較高的粘土層，這種地質情況下，對于那些相對較長的條式樓來說，要想保正它們沉降均勻是相當困難的，因此，在這種情況下，有時也會由于基礎的不均勻沉降，而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的開裂。

2 裂縫的預防措施

2.1 嚴把原材料質量關 進場的原材料必須經(jīng)過嚴格檢驗后才可以使用，嚴格控制水灰比，減少水泥用了以降低水化熱。為了保證混凝土質量，華北電網(wǎng)培訓中心培訓樓施工采用商品混凝土，并且我們對商品站進行了嚴格的考察。

2.2 混凝土拌和 為了減少混凝土的塌落度應當細致分析混凝土集料的配比并控制其水灰比，合理摻加塑化劑和減少劑。如果攪拌混凝土時間過長會破壞材料的結構，時間短則混合料不均勻，因此將拌合時間控制在2min。嚴格控制加水量以保證混凝土的均勻性，經(jīng)常檢測混凝土塌落度以保證混凝土的和易性。

2.3 混凝土的澆注 選擇一天溫度較低的時候澆注混凝土，采用的插入式振搗器在振搗時移動間距不超過振搗器作用半徑的1.5倍，當混凝土停止下沉、不再冒氣泡且表面平坦泛漿，但是不得出現(xiàn)明顯的粉煤灰浮漿層時，為了避免過振而造成混凝土離析，應當邊振動，變慢慢的提出振動棒。

2.4 混凝土養(yǎng)護 無論是收縮裂縫還是溫度裂縫，對混凝土進行養(yǎng)護最為關鍵。澆注混凝土收漿完成后，為了保持混凝土表面處于濕潤狀態(tài)應當盡快用草簾覆蓋并進行灑水養(yǎng)護，禁止混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥具有很大的水化熱，為了避免混凝土由于溫度過高而體積膨脹，冷卻后體積收縮產(chǎn)生過大裂縫，除了澆筑后在側模外噴水散熱外，養(yǎng)護時間不少于兩周。

3 處理方法

問題出現(xiàn)了，解決它的方法自然而然也隨之產(chǎn)生。隨著施工技術的發(fā)展，現(xiàn)在混凝土裂縫修補的方法有很多：如涂膜封閉法、表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種。舉例如下：涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細裂縫的修補，也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理，以及防止混凝土保護層的炭化和有害離子對混凝土的腐蝕。華北電網(wǎng)有限公司培訓中心培訓樓工程西南輔樓首層頂板澆筑完畢，拆模后發(fā)現(xiàn)面積較大的細小裂縫，我們按涂膜封閉法進行了處理，施工工序為：清掃—刮膩子—涂刷底層涂料—涂刷主層涂料—涂罩面層。混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩子（混凝土修補膠：粉料=1：1.8-2.0）填充補平，待干后用砂布磨平，再進行底層涂刷（混凝土修補膠：粉料=1：0.7-0.8），涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾，除去雜質和團塊。主層涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且兩次涂刷方向最好是相互垂直。處理后效果良好。其它層施工時嚴格執(zhí)行預防措施，沒發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

4 結論

經(jīng)過以上改進措施，混凝土表面裂縫逐漸消失?，F(xiàn)澆混凝土板作為樓層的承重結構，為了確?；炷涟宓臐沧①|量，在澆注前一定要制定出嚴格的施工工藝流程并對所有參與的施工人員進行技術交底，此外，還應當掌握關鍵工序技術要點，嚴格按照規(guī)范檢測各項指標，發(fā)現(xiàn)異常時及時找出原因并采取相應措施予以解決。

通過以上的分析可以看出，雖然鋼筋混凝土現(xiàn)澆板在使用過程中，存在出現(xiàn)裂縫這一重大缺陷，但它與預制板相比，還是優(yōu)點要大于其缺點的，并且它的這一缺點在設計與施工過程中，可以通過一定的措施，使其影響控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。現(xiàn)澆板的優(yōu)點主要表現(xiàn)在結構性能方面，采用現(xiàn)澆板后，將使樓，屋蓋的結構剛度及強度，建筑物的整體抗震性能得到顯著的提高。

[1]GB50010-2002，混凝土結構設計規(guī)范[S].

[2]建筑工程施工手冊，第四版.

[3]王鐵夢著.工程結構裂縫控制[M].

[4]張雄主編.混凝土結構裂縫防治技術[M].