保障性住房保溫隔聲樓面細(xì)石混凝土面層開裂問題及解決方案

池友法 上海地產(chǎn)住房發(fā)展有限公司工程師

保障性住房是政府為住房困難家庭提供的限定標(biāo)準(zhǔn)、限定價(jià)格的居住用房，是政府改善人們生活條件的實(shí)事工程。各級(jí)政府非常關(guān)注保障性住房的質(zhì)量及居住者的感受。開裂問題會(huì)嚴(yán)重影響房屋觀感，如果地面有裂縫，居住者會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生懷疑，并引起投訴、糾紛、索賠等問題?；炷帘Ｗo(hù)層出現(xiàn)開裂，一直是比較難以克服的質(zhì)量通病。在工程實(shí)踐中，工程建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位均就開裂問題提出各種解決辦法，雖然產(chǎn)生了一定的效果，但隨著對(duì)住房樓地面保溫隔音要求的提出，混凝土地面保護(hù)層的開裂問題逐漸凸顯出來。

1 樓面產(chǎn)生裂縫的原因

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，住房樓層間的相互影響成為關(guān)注點(diǎn)。隔聲方面要求住宅建筑的樓板構(gòu)件的空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量評(píng)價(jià)量+頻譜修正量（Rw+C）應(yīng)大于45 dB，分隔住宅和非居住用途空間的樓板構(gòu)件空氣聲計(jì)權(quán)隔聲量評(píng)價(jià)量+頻譜修正量（Rw+Ctr）應(yīng)大于51 dB。保溫方面要求住宅分戶樓板的傳熱系數(shù)應(yīng)不大于2.0 w/（m2?k）。根據(jù)這些要求，混凝土結(jié)構(gòu)樓板上只做細(xì)石混凝土整澆層找平的工程做法已經(jīng)無法達(dá)到保溫、隔聲的目的。市場(chǎng)上普遍采用的解決方案是在混凝土結(jié)構(gòu)樓板上增加輕質(zhì)多空的保溫隔聲材料，然后在這個(gè)基層上再做細(xì)石混凝土面層加以保護(hù)，以滿足使用要求。市場(chǎng)上使用最多的樓層保溫隔聲材料有納米橡塑保溫隔聲板、擠塑聚苯板、無機(jī)保溫砂漿等。由于增加了柔性的保溫隔音層，造成細(xì)石混凝土剛性面層容易產(chǎn)生裂縫。

1.1 基層強(qiáng)度裂縫

基層強(qiáng)度裂縫是由于基層材料的抗壓強(qiáng)度較弱，面層產(chǎn)生不均勻沉降，混凝土面層本身的剛度不足以支撐本身的重量，受力后會(huì)在表面產(chǎn)生裂縫。在后期使用過程中，混凝土也會(huì)產(chǎn)生變化，從而加劇混凝土面層的受力裂縫。

1.2 溫度影響裂縫

溫度裂縫的產(chǎn)生是由于保溫基層和混凝土面層兩種材料在溫度作用下出現(xiàn)熱脹冷縮，會(huì)受到兩者之間的相互約束并產(chǎn)生應(yīng)力，造成一定程度的開裂。

1.3 塑性裂縫

細(xì)石混凝土面層澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋，再加上高層建筑的風(fēng)壓大、風(fēng)速快，導(dǎo)致混凝土面層表面游離水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時(shí)混凝土并未達(dá)到一定的強(qiáng)度，不能抵抗收縮變形應(yīng)力從而產(chǎn)生裂縫。

2 混凝土面層裂縫的治理措施

2.1 原材料的控制

2.1.1 保溫隔聲材料的強(qiáng)度

保溫隔聲材料的抗壓強(qiáng)度是引起混凝土面層沉降錯(cuò)動(dòng)的關(guān)鍵，納米橡塑保溫隔聲板、擠塑聚苯板、無機(jī)保溫砂漿的彈性壓縮模量分別為0.5、7、15500 MPa。研究3種不同彈性模量材料的變形引起上層混凝土產(chǎn)生的沉降情況，取5 m×5 m典型板跨進(jìn)行分析，在樓板的中心區(qū)域1 m2范圍內(nèi)，施加3 kN/m2的恒荷載作用，混凝土面層放置在保溫隔聲材料之上，保溫隔聲材料作為混凝土面層的持力層，持力層下方為混凝土疊合板。經(jīng)過計(jì)算，納米橡塑保溫隔聲板作為持力層的，混凝土面層受力沉降為2.78 mm；擠塑聚苯板作為持力層的，面層受力沉降為0.26 mm；無機(jī)保溫砂漿作為持力層的，面層受力無沉降。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)分析得出保溫材料的抗壓強(qiáng)度越大，單位沉降差值越小。為控制上層混凝土保護(hù)層沉降導(dǎo)致的裂縫，在設(shè)計(jì)圖紙上必須對(duì)保溫隔聲材料的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行要求。對(duì)于有一定的厚度并存在一定的變形空間的擠塑聚苯板之類保溫隔聲材料，在設(shè)計(jì)時(shí)尤應(yīng)要限定此類材料的抗壓強(qiáng)度。

2.1.2 細(xì)石混凝土的配筋及厚度

首先，細(xì)石混凝土面層原料中的黏土聚集量應(yīng)盡可能低，水泥的細(xì)度要盡可能低，減少無用的摻合料外加劑，從而減少混凝土面層的開裂因素[1]。其次，增加細(xì)石混凝土面層的強(qiáng)度和厚度是控制和減少裂縫的關(guān)鍵原因?！督ㄖ孛嬖O(shè)計(jì)規(guī)范》也提出了相關(guān)要求，面層厚度應(yīng)不小于40 mm，其中應(yīng)在混凝土面層頂面下20 mm處配置直徑為4～8 mm、間距為100～150 mm的雙向鋼筋網(wǎng)；在面層中加入鋼纖維，其彎曲韌度比不應(yīng)小于0.4，體積率不應(yīng)當(dāng)小于0.15%。

2.2 在細(xì)石混凝土面層和基層保溫隔音材料間增加隔離層

保溫層和面層之間設(shè)置隔離層或浮筑層，二層之間不會(huì)相互作用產(chǎn)生應(yīng)力，讓混凝土面層能自由變形。在保溫隔音樓面上如果采用擠塑聚苯保溫板，應(yīng)采用帶表皮板材，將光滑的表皮作為隔離層，或者在擠塑聚苯保溫板板與其上部細(xì)石混凝土配筋面層間設(shè)一層土工布或PE膜?；炷撩鎸优c周邊維護(hù)邊圍護(hù)體之間也必須做到完全隔離，采用保溫隔聲材料翻邊處理后，再澆筑混凝土面層，如圖1所示。

圖1 細(xì)石混凝土面層與周邊及保溫層的隔離

2.3 施工工藝

在細(xì)石混凝土保護(hù)面層施工過程中分為4個(gè)步驟：一是鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，二是細(xì)石混凝土澆筑，三是切縫及填縫，四是養(yǎng)護(hù)。配鋼筋網(wǎng)片是加強(qiáng)細(xì)石混凝土層強(qiáng)度的最有效的措施，對(duì)防止產(chǎn)生裂縫具有重要的作用。鋼筋網(wǎng)片也抑制了混凝土的收縮，不僅能夠減小收縮率，還能增加混凝土的拉伸應(yīng)力，鋼筋網(wǎng)片應(yīng)接近混凝土面層受拉的上表面。

在施工過程中，鋼筋網(wǎng)片在鋪設(shè)完成后，踩踏、澆筑混凝土都會(huì)造成鋼筋網(wǎng)片移位及塌陷，導(dǎo)致鋼筋網(wǎng)片不能發(fā)揮作用。因此在鋼筋網(wǎng)片下設(shè)置支撐是非常重要的，許多施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片沒有支撐而導(dǎo)致的塌陷情況?；炷撩鎸拥那锌p也是控制裂縫產(chǎn)生的有效措施，切縫能有效減少溫度變化對(duì)混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力，切縫位置應(yīng)選擇在房間門口等應(yīng)力集中處（圖2），一般縫寬3～5 mm，縫深10～15 mm。切縫時(shí)間應(yīng)選擇在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%以上時(shí)，夏天一般在第2天就能切縫，21天后可以用水泥漿填縫，填縫后表觀形成完整的表觀效果[2]。

圖2 應(yīng)力集中處切縫

3 保溫隔聲地面系統(tǒng)試點(diǎn)方案的實(shí)施情況

3.1 試驗(yàn)方案

上海地產(chǎn)住保公司設(shè)計(jì)管理部就目前市場(chǎng)上常用的兩種能夠達(dá)到樓面保溫隔聲要求的材料與兩種材料保護(hù)面層的組合，形成4種保溫隔聲樓面系統(tǒng)方案，并在寶山區(qū)顧村大型居住社區(qū)BSP0-0104單元0402-03地塊動(dòng)遷安置房6號(hào)樓4樓選取了相鄰4套房的樓地面進(jìn)行試驗(yàn)。保溫隔聲樓面系統(tǒng)由8 mm納米橡塑隔聲保溫板和20 mm擠塑聚苯保溫板厚作為基層（圖3），面層分別為40mm厚內(nèi)配Φ2.5@100雙向鋼筋網(wǎng)片的C25的細(xì)石混凝土保護(hù)層（圖4）和30厚石膏基自流平砂漿保護(hù)層（圖5）。

圖3 保溫隔聲基層

圖4 細(xì)石混凝土保護(hù)層

圖5 石膏基自流平砂漿保護(hù)層

3.2 施工過程

試點(diǎn)方案施工經(jīng)過一周的準(zhǔn)備，于2019年5月28日在預(yù)定地點(diǎn)開始分別鋪貼納米橡塑隔聲保溫板與擠塑聚苯保溫板，一天時(shí)間基本完成四套房的保溫隔聲層施工。第二天（5月29日）分別澆筑細(xì)石混凝土面層與自流平面層，隨后對(duì)細(xì)石混凝土面層進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)7天左右。第三天（5月30日）上午發(fā)現(xiàn)自流平面層出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，經(jīng)分析追溯，發(fā)現(xiàn)是發(fā)貨失誤，將薄層自流平材料（水泥基自流平砂漿）當(dāng)成厚層自流平材料（石膏基自流平砂漿）發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)。隨后重新更換材料，選用石膏基自流平砂漿材料，同時(shí)進(jìn)行原自流平面層的鏟除工作（5月31日）。面層清除后，發(fā)現(xiàn)納米橡塑隔聲保溫板基本完整不需要重鋪，而擠塑聚苯保溫板基本呈碎塊狀，后續(xù)進(jìn)行了重新鋪貼。

6月5日石膏基自流平砂漿材料到現(xiàn)場(chǎng)，按配比加水拌合，當(dāng)天晚上7：30進(jìn)行了第一次澆筑（10 mm厚），近兩小時(shí)完成。分兩次澆筑的目的是防止?jié){料流入下層保溫板縫隙，致其浮起來。當(dāng)天天氣情況：多云，28 ℃，風(fēng)力3～4級(jí)。6月6日上午9：00～11：00，完成第二次自流平澆筑（累計(jì)30 mm）。當(dāng)日天氣情況：多云，28 ℃，風(fēng)力6～7級(jí)。至此，試點(diǎn)方案基本完成施工。

經(jīng)過一晚上的時(shí)間，第一次澆筑的面層硬度已經(jīng)達(dá)到一定強(qiáng)度，面層平整。由于施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速較大，根據(jù)自流平的材料特性，施工時(shí)對(duì)周圍環(huán)境要求較高，第二次自流平澆筑時(shí)，對(duì)門窗洞口進(jìn)行了遮擋。至下午1：00左右，第二次澆筑的自流平已凝固可以上人，表面的氣孔依然存在，經(jīng)分析認(rèn)為是現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速較快，帶走大量水分，導(dǎo)致自流平砂漿表層快速凝固，施工產(chǎn)生的氣泡無法消除。6月10日，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氣泡鏟平與填漿工作，經(jīng)測(cè)量，氣泡孔深多為3～5 mm，最深達(dá)約9 mm。

相比較而言，石膏基自流平砂漿對(duì)施工環(huán)境條件較高。從施工工序看，在地坪保護(hù)層施工階段，門窗并未安裝、無遮擋是施工不利工況，很難避免氣泡及淺表細(xì)裂紋現(xiàn)象。

細(xì)石混凝土面層施工后28天左右時(shí)（6月26日），對(duì)保護(hù)層面層進(jìn)行回彈儀強(qiáng)度測(cè)試，基本達(dá)到C25設(shè)計(jì)強(qiáng)度。自流平面層施工后28天左右時(shí)（7月4日），施工單位對(duì)保護(hù)層面層進(jìn)行了回彈儀強(qiáng)度測(cè)試，強(qiáng)度數(shù)值均達(dá)到20 MPa的預(yù)期要求[3]。

3.3 試點(diǎn)方案總結(jié)

在北方地區(qū)廣泛應(yīng)用的石膏基自流平保護(hù)層材料，在本次試點(diǎn)方案的總體表現(xiàn)暫未達(dá)到預(yù)期效果，表現(xiàn)為早期強(qiáng)度不夠高、對(duì)施工工況條件有一定要求、初期出現(xiàn)一些淺表細(xì)裂紋現(xiàn)象等。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生是系統(tǒng)因素還是偶然因素所致，有待進(jìn)一步研究。通過與自流平廠家交流了解到，自流平產(chǎn)品的施工環(huán)境要求較高，常用于室內(nèi)裝修階段，在空間裝修完成前不宜在高濕環(huán)境和風(fēng)速過大環(huán)境中施工。

細(xì)石混凝土保護(hù)層的整體性相對(duì)較好，除早期灑水養(yǎng)護(hù)稍不到位曾出現(xiàn)一些表面龜裂紋現(xiàn)象外，后續(xù)有待考察其防裂表現(xiàn)。納米橡塑隔聲保溫板與擠塑聚苯保溫板的整體表現(xiàn)均可。從材料保護(hù)角度分析，納米橡塑隔聲保溫板的韌性相對(duì)更好，擠塑聚苯保溫板略偏脆性，在施工中要注意保護(hù)成品；從經(jīng)濟(jì)性角度分析，納米橡塑隔聲保溫板加細(xì)石混凝土保護(hù)面層的綜合價(jià)格約為83元/m2，擠塑聚苯保溫板加細(xì)石混凝土保護(hù)面層的綜合價(jià)格約為79元/m2，差別不大；從材料性能分析，兩者保溫性能相當(dāng)，納米橡塑隔聲保溫板的隔聲性能略低于擠塑聚苯板[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于保障性住房保溫隔聲樓地面細(xì)石混凝土面層開裂問題，應(yīng)從設(shè)計(jì)、材料、施工著手，業(yè)主單位應(yīng)該把好建設(shè)流程中的每道關(guān)口，嚴(yán)控質(zhì)量，將面層裂縫問題的出現(xiàn)率降到最低，給居住者提供高質(zhì)量的居住產(chǎn)品。