現(xiàn)澆鋼筋混凝土板開裂原因分析預防與加固措施

王佐

（廣深鐵路股份有限公司廣州房建公寓段）

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板開裂原因分析預防與加固措施

王佐

（廣深鐵路股份有限公司廣州房建公寓段）

分析現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的主要原因，提出裂縫預防控制措施，介紹裂縫修補及加固的常用方法。為了對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫有一個清楚的認識，有必要對裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，并對裂縫的預防措施進行一些探討。

現(xiàn)澆混凝土板裂縫；預防；修補；加固

言引

近年來，建筑行業(yè)存在一個普遍的質(zhì)量問題就是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板裂縫。例如某社區(qū)，在完成建筑施工后，居民在進行裝修時發(fā)現(xiàn)不同形狀的裂縫，有板四角的45°斜裂縫。有穿過板中部的直裂縫，也有不規(guī)則的細縫。出現(xiàn)的這些細縫，對住房者造成了很大的心理陰影，因為有些居民不了解建筑行業(yè)的相關知識，所以會產(chǎn)生對現(xiàn)澆鋼筋混凝板的裂縫害怕。與此同時，因為國家對房改的政策實施，住戶會用自己半輩子的積蓄用來買房，自然希望房子沒有任何瑕疵，所以就引起了很多的投訴和民事訴訟。

1　現(xiàn)澆混凝土板裂縫的特征和性質(zhì)

現(xiàn)澆混凝土板裂縫出現(xiàn)的位置、形態(tài)大約有四種情況：①在房屋四角的房間，裂縫在板角部，與板邊緣約成45°，斜向發(fā)展。②穿過板中部，近似直線發(fā)展。③沿板邊緣，近似直線發(fā)展。④不規(guī)則裂縫。

很多的裂縫呈現(xiàn)斷裂狀，上下貫通，即從板面和板底均可看見裂縫。一般的裂縫寬度在0.01～0.35mm之間，上寬下窄，與結構受力裂縫的形式不同。同時裂縫的寬度隨著環(huán)境的溫度與濕度進行變化。比如有些裂縫在夏天不易發(fā)現(xiàn)，冬天裂縫的寬度會隨氣溫的降低而上升；部分的裂縫會濕度很大的陰雨天幾乎找不到，但在天氣較好時，環(huán)境的濕度低，裂縫又顯而易見了。

從對混凝土板呈現(xiàn)裂縫的形態(tài)、位置分析，原因主要是：環(huán)境濕度影響、埋線管削弱板截面與混凝土收縮、施工季節(jié)或施工養(yǎng)護不合理加大混凝土收縮造成。在結構上說，影響不到結構安全與結構承載力，但卻對結構的使用功能與耐久性、美觀有影響，是應給予處理的。

2　現(xiàn)澆板開裂原因分析

產(chǎn)生混凝土收縮裂縫的原理是：水泥在水化過程中會生成水熱化，因為結構內(nèi)部與表面升降溫的速度不一樣，混凝土收縮變形就不一樣，當混凝土的收縮變形遭到約束時，如鋼筋的約束，可能會生成很大的收縮盈利，在收縮應力大于混凝土的抗拉強度時，就會造成混凝土裂縫。導致混凝土板開裂收縮與材料、設計、施工、環(huán)境等幾個方面的因素有關。

2.1材料原因

2.1.1混凝土配比不合理

因混凝土配合比不合理，導致混凝土離析、分層，尤其是梁板結構的板，因為混凝土的離析，會出現(xiàn)上部的富水泥漿層，收縮較大，造成板面裂縫。

目前普遍使用的商品混凝土，為保障商品混凝土的流動特性，塌落度比較大（一般在12～20cm之間），因此其水灰比較大，一般在0.4～0.6之間。由于混凝土與水化反應的水容量一般為20～25%，多數(shù)的水是為幫張混凝土和易性的需要，這些水會在蒸發(fā)后在混凝土里生成大量的摩西空加大混凝土收縮?；炷恋氖湛s增大是因為水灰比的增大。

2.1.2混凝土的強度高、水泥使用量大

混凝土的強度高、水泥使用量大，同樣會加大混凝土收縮的變形。施工時，為了提高混凝土的強度，水泥使用量從過去的300kg/m3增加到了400kg/m3。增加水泥用量，水化熱就高，混凝土的收縮變形也增加。水泥的標號越大，越快硬高大，水泥水化是我發(fā)熱量就越高，收縮就會越強。

2.1.3粉狀參合料多，質(zhì)量不好引起裂縫

粉劑摻合料的利用，例摻合粉煤灰、礦渣及硅粉等，就會加大混凝土收縮、粉狀材料的使用量越大，收縮就會大。

2.1.4減少骨料用量與減小粒徑

為確?；炷恋目杀眯?，施工時一般采用很小的粒徑的粗骨料，或者減少組骨料的使用。粗骨料粒徑的減小與粗骨料用料的減小，導致混凝土面積的穩(wěn)定性下降，增大不穩(wěn)定性，致使混凝土的收縮加大。而泵送混凝土細骨料含泥量偏高，也會導致混凝土收縮量大，出現(xiàn)裂縫。

2.1.5不合理使用外加劑造成裂縫

現(xiàn)在混凝土中使用外加劑有著很大的影響力度，但是不合理使用外加劑會直接造成混凝土質(zhì)量的問題，而且使用外加劑也會加大混凝土的收縮。一般情況，使用外加劑后混凝土的收縮量大約要增大30～38%。

2.2設計原因

2.2.1建筑平面

收縮裂縫經(jīng)常收縮在薄弱界面的應力集中上，如結構的凹凸處和角部。在建筑設計時，經(jīng)常注重建筑功能而忽略結構問題。在建筑平面不合理時，結構設計卻沒有采取加強措施，在凹凸角處容易形成收縮應力與溫度應力集中，而導致板開裂。

2.2.2樓板配筋

板配筋間距較大，尤其是板面抵抗負彎矩的鋼筋通長設計，造成在靠近板邊緣處沿負彎矩鋼筋端部呈現(xiàn)裂縫。但在房屋角部的板角處，因為收縮是雙向的，同時沒有配置足夠的構造鋼筋，所以造成45°角斜裂縫。

2.2.3樓板厚度

樓板厚度不足也是引起裂縫的原因之一，鋼筋與混凝土構成鋼筋混凝土構件的受力，板件較薄，板的剛度一定會減弱，就會增大受拉鋼筋和受壓混凝土應力，板最后開裂。

2.2.4樓板中暗藏PVC管

因為樓板過薄，所以在藏有PVC管線處樓板截面削弱較大，但樓板跨中部位一般僅有一層下部鋼筋，容易呈現(xiàn)順著PVC管線走向的裂縫，如比如我們看見板中部的通長裂縫通常從燈頭處穿過。

2.3施工原因

2.3.1混凝土強度的影響

混凝土強度沒有達到設計要求，那么混凝土的抗拉強度下降，從而引起樓板開裂。

另一種情況是施工中混凝土強度提高太多也會產(chǎn)生裂縫。混凝土強度提高一個等級，混凝土的彈性模量隨之提高1倍，而抗拉強度卻只提高0.5倍。混凝土的彈性模量越大，對變形越敏感，收縮變形也越大，因此也更易出現(xiàn)裂縫。

2.3.2配筋和樓板厚度達不到設計要求

施工中，因為鋼筋配置不符合要求，鋼筋間距過大與樓板厚度不符合設計要求，都會造成樓板開裂。嚴重時，會因施工中私自減少配筋量，就會導致構件的安全問題。

2.3.3鋼筋保護層過大

鋪設跳板是施工澆注混凝土時，施工職員在鋼筋上踩踏，導致上層鋼筋的保護層厚度過大，出現(xiàn)板面開裂。尤其是負彎矩鋼筋沒有通長設置時，裂縫經(jīng)常會呈現(xiàn)在負彎矩鋼筋的端部，順板邊緣近似成直線發(fā)展。

2.3.4未采取適當?shù)酿B(yǎng)護措施

對混凝土澆注之后，未按要求進行養(yǎng)護，造成板收縮開裂。比如摻加硅回、外加劑或礦渣混凝土等，都必須嚴格養(yǎng)護，才能達到提高強度并且控制出現(xiàn)或形成收縮裂縫。

3　預防措施

混凝土收縮開裂是與材料性能有關的固有特性，要想完全阻止裂縫的開展是不可能的，要從施工、設計還有材料等方面進行改進，預防與釋放收縮變形形成的應力集中，用來減小和細化裂縫。

3.1設計方面

設計者應該在設計構造上采取合理的措施，加大構件抵抗收縮應力的能力，如：

（1）合理增加板的厚度；

（2）在一樣的配筋率條件下盡可能減小鋼筋間距，鋼筋間距不宜大于150mm；

（3）利用雙層雙向配筋或在板面無負筋處設置雙向鋼筋網(wǎng)；

（4）板角部位位置與對角線平行的角部要加強鋼筋；

（5）利用預應力鋼筋混凝土板，是防止樓板開裂的最有效的方法之一。

3.2施工方面

施工者應充分了解材料變化對混凝土收縮的影響力，采取有效的措施減少收縮。

（1）把握好質(zhì)量問題，杜絕偷工減料；

（2）注重鋼筋綁扎質(zhì)量，并采取措施保障鋼筋的保護層厚度，在澆注混凝土時設置跳鞍，禁止施工者踩踏鋼筋網(wǎng)；

（3）要嚴格把握混凝土配合比，合理掌握水灰比與粉質(zhì)摻加料的利用；

（4）盡量采用含泥量較少的中沙，以減少混凝土收縮裂縫發(fā)生的可能性；

（5）切實加強養(yǎng)護措施；

（6）混凝土外摻杜拉纖維是最好的解決方案，它既能增加混凝土強度，同時也能增強混凝土內(nèi)部收縮應力，在施工中應用極為廣泛，但成本相對較高。

4　裂縫的修補和加固

4.1修補處理

修補的目的是恢復混凝土樓板因開裂而受損傷的防水性、耐久性、外觀形象等功能。要綜合思考開裂原因、環(huán)境條件、修補范圍、工期、、經(jīng)濟性、安全性等因素，選擇合理的修補方法。進行修補施工時要按說明認真計量、攪拌，認真對基底處理，選擇合理的注入量。修補完成后應采取一定的方法檢查修補的效果。一般條件下修補可分為灌漿、表面處理、填充等處理方法。

4.1.1表面處理

當裂縫寬度較小、鋼筋未受銹蝕時一般采用表面處理的方法?？商岣攥F(xiàn)澆板的防水性和耐久性。表面處理所用材料一般可采用彈性涂膜防水材料、聚合物砂漿等。施工時先用鋼絲刷清除混凝土表面附著物，表面打毛，用水沖洗后充分干燥，再將裂縫及周邊部分均勻涂抹，施工后注意成品保護。

4.1.2灌漿

灌漿是將環(huán)氧樹脂或水泥類材料在一定壓力下注入到裂縫內(nèi)部。為保證處理效果，常采用壓力灌漿，這樣粘結材料易于滲入裂縫內(nèi)部。灌漿使用的材料以環(huán)氧樹脂為主，施工時應注意選擇合適的溫度。我公司管內(nèi)的走馬崗1～9棟住宅廳、房樓板不同程度存在開裂現(xiàn)象，影響視覺美觀及無法沖洗地板，住戶投訴較多，我公司就是用環(huán)氧樹脂進行修補處理的，住戶反映效果良好。

4.1.3填充

填充法適合于修補樓板較寬的裂縫。施工時沿裂縫處鑿開混凝土，在該處充填補充材料。當鋼筋已經(jīng)腐蝕時，應先將鋼筋除銹并做防銹處理后再做填充。

4.2加固處理

加固處理的目的在于恢復因裂縫降低的混凝土樓板的的承載力。因涉及到結構安全和使用功能的改變，必須在確認安全的基礎上計算承載力，提出合理且詳細的方案。常用的加固方法有粘結鋼板法、粘結碳纖維布法等。

4.2.1粘結鋼板法

通過將鋼板作為加固補強材料粘貼在混凝土受拉側表面，使其與結構共同受力，以提高混凝土樓板的承載力。粘結鋼板法使用的主要材料包括鋼板和結構膠。因為鋼板粘結在混凝土表面，腐蝕條件下應注意防腐問題。結構膠的強度與在各種環(huán)境下的持久性包括鋼板的腐蝕都直接影響著最后的加固效果。

4.2.2粘貼碳纖維布法

粘貼碳纖維布法是利用碳纖維配套樹脂把碳纖維布當成加固補強材料粘貼在混凝土表層，共同受力來提高承載力的加固方式。粘貼碳纖維布法和粘貼鋼板法的加固原理基本一樣，但更高強高效、施工方便、具有極好的耐腐蝕性能及耐久性。

5　結語

通過多次的工程實踐證明，只要措施得當，嚴格管理，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫是能得到有效控制的。經(jīng)過多年的經(jīng)驗積累，我公司在混凝土裂縫修補、加固處理方面取得了預期的效果。

TU755

A

1673-0038（2015）13-0076-03

2015-3-16