混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因分析與預(yù)防措施
......
摘要:
當(dāng)前，不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中，現(xiàn)澆混凝土樓板的工程也是越來越多。長(zhǎng)期以來，由于對(duì)混凝土裂縫問題認(rèn)識(shí)上的偏差，或重視程度不夠，混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍?；炷恋牧芽p問題乃是嚴(yán)重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問題。
一、現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，概括起來主要有以下幾點(diǎn)：
?。ㄒ唬┎牧线x用方面的因素
1．水泥品種。水泥的選擇是關(guān)系到收縮問題的關(guān)鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細(xì)度等。而且，隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用，水泥的標(biāo)號(hào)等級(jí)要求也就相應(yīng)提高，水泥用量也就會(huì)增加，產(chǎn)生的水化熱就越高，混凝土的收縮變形也越大。
2．外加劑應(yīng)用不當(dāng)也會(huì)引起的裂縫。由于施工工期的需要，一般都會(huì)使用化學(xué)外加劑的，但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會(huì)直接引起混凝土多種質(zhì)量問題，并且外加劑的使用也會(huì)增大混凝土收縮的變化率，如摻減水劑用于改變混凝土和易性。高效減水劑的減水作用隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低，這是坍落度損失的主要原因，由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上，它或是被水化物包圍，或是與水化物反應(yīng)而被消耗掉，變得不能發(fā)揮分散能力，水泥顆粒間斥力減小，造成水泥顆粒凝聚，使混凝土坍落度減小，造成混凝土拌和物坍落度損失過大或短期內(nèi)完全喪失流動(dòng)性，這類問題在混凝土生產(chǎn)行業(yè)中會(huì)經(jīng)常遇到，程度輕的會(huì)引起混凝土施工困難，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。
3．混凝土配合比。在原料一定的條件下，水灰比對(duì)混凝土收縮有很大的影響。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量，而用水量的影響比水泥用量大；在用水量一定內(nèi)條件下，混凝土收縮隨水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度較?。辉谒冶纫欢l件下，混凝土收縮率隨水灰比的增加而明顯增大；在水灰比相同條件下，混凝土干縮隨砂率增大而加大，但增大的幅度較小。影響砼的收縮而產(chǎn)生裂縫原因包括單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等控制參數(shù)。
（二）施工方面的因素
1．配筋、樓板厚度、施工工藝不合標(biāo)準(zhǔn)。部分施工單位在施工中，為了節(jié)省施工的材料成本和節(jié)省人工費(fèi)，在施工過程中往往是沒能按照設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，鋼筋安放位置不正確、鋼筋間距偏大、樓板澆筑時(shí)厚度控制不符合設(shè)計(jì)要求、澆筑震搗不密實(shí)等原因也容易導(dǎo)致樓板產(chǎn)生裂縫。
2．施工時(shí)模板的處理。模板施工因素對(duì)產(chǎn)生的影響主要是由于以下幾方面產(chǎn)生的：（1）由于樓板模板支撐剛度不夠，梁板支撐剛度差異或模板撓度過大，造成模板支撐下沉變形過大；（2）如果模板支撐的穩(wěn)定性不夠，在施工期間過度震動(dòng)使支撐剛度變異部位出現(xiàn)多次瞬間相對(duì)位移，這樣也會(huì)引起樓板的裂縫；（3）拆模過早，在混凝土沒有完全硬化的時(shí)候就進(jìn)行拆模板，混凝土硬化前過早承載或受到振動(dòng)，很容易產(chǎn)生裂縫。
3．鋼筋保護(hù)層偏大。施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板，施工人員在鋼筋上踩踏，致使板面負(fù)筋下沉混凝土保護(hù)層厚度偏大，引起板面開裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒有通長(zhǎng)配置時(shí)，裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部，沿板邊緣近似成直線發(fā)展。
4．保護(hù)措施不到位。混凝土澆注后，沒有按規(guī)定的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致樓板收縮開裂。（1）養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，使混凝土養(yǎng)護(hù)初期過早脫水，使混凝土出現(xiàn)干縮。（2）混凝土養(yǎng)護(hù)初期受凍。（3）樓板施工完成后，混凝土終凝初期，施工機(jī)具和材料集中，或過早進(jìn)人下道工序施工，造成較大施工荷載和震動(dòng)，使其產(chǎn)生裂縫。
?。ㄈ鉁?、空氣等環(huán)境因素導(dǎo)致樓板裂縫
現(xiàn)在樓板在周圍氣溫、空氣等環(huán)境因素的影響下，也會(huì)產(chǎn)生裂縫的。（1）空氣的相對(duì)濕度越低，混凝土收縮越大。（2）空氣溫度升高，混凝土的收縮隨之增大。（3）長(zhǎng)期風(fēng)吹、日曬也會(huì)使混凝土收縮增大。
二、樓板裂縫產(chǎn)生的危害
混凝土是多組分復(fù)合材料，在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種材料變形不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見的微細(xì)裂縫，我們一般稱微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的，互不連貫，但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化，養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下，裂縫開始擴(kuò)展，并逐漸互相連通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見裂縫，成為宏觀裂縫，嚴(yán)重的形成樓板上下貫通縫，這就成為有害裂縫。這樣的裂縫將對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力，防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
?。ㄒ唬┯绊懡Y(jié)構(gòu)承載力和使用安全性
對(duì)于受彎構(gòu)件的樓板，盡管受彎區(qū)允許有寬度在一定范圍內(nèi)的裂縫存在，但是裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響是不可忽視的，尤其是一些使用者在裝修時(shí)又給地面增加了很多設(shè)計(jì)者沒有考慮的荷載時(shí)。
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?。ǘ┯绊懡Y(jié)構(gòu)的防水性
樓板產(chǎn)生裂縫，除了影響結(jié)構(gòu)安全性外，對(duì)使用者所帶來的最直接的問題是滲漏水的危害，尤其是在沒有做防水的房間表現(xiàn)突出。
?。ㄈ﹪?yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命
化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)等，都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生破壞作用。這些破壞作用的發(fā)生或進(jìn)行的快慢，除了受混凝土自身材料性質(zhì)的影響外，裂縫就是一個(gè)重要的影響因素。一般從結(jié)構(gòu)拆模到裝修完成，要經(jīng)過2—3個(gè)月的時(shí)間，有的大型工程還要跨年施工。這時(shí)空氣中的CO2、SO2氣體及雨水等就會(huì)順著裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，促成鋼筋銹蝕的加快；堿集料反應(yīng)及碳化速度的加快進(jìn)行；從而引起耐久性的下降和縮短建筑物的使用壽命。
三、對(duì)現(xiàn)澆樓板裂縫的控制措施
?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)方面的控制措施
設(shè)計(jì)者在民用建筑工程中不要一味追求使用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土。C20級(jí)能滿足要求，就不要使用C30級(jí)。
?。ǘ┦┕し矫娴目刂拼胧?
1．嚴(yán)格控制混凝土配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇級(jí)配良好的石子，嚴(yán)格控制砂石含泥量。盡量不用細(xì)砂配制高標(biāo)號(hào)混凝土。
2．澆筑混凝土前將基層和模板澆水濕透，但不得有明水存在。
3．現(xiàn)場(chǎng)攪拌的混凝土要保證攪拌時(shí)間，即嚴(yán)格執(zhí)行GB50204—2002第4、3、2條的規(guī)定；嚴(yán)格控制外加劑的摻量，計(jì)量一定要準(zhǔn)確，并按使用說明書要求操作；在混凝土初凝期注意抹壓的時(shí)間和方法，抹面應(yīng)在表面泌水完全排除掉時(shí)進(jìn)行，抹面時(shí)應(yīng)用力抹壓，以閉合已產(chǎn)生的微裂紋和泌水孔；設(shè)計(jì)好大面積混凝土澆筑時(shí)的路線，避免干擾已初凝的混凝土。
4．模板要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，支撐牢固，按規(guī)定時(shí)間拆模。
5．提倡使用平板振搗器，因?yàn)檎駬v棒振搗想不碰鋼筋是不可能的。
6．加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)對(duì)混凝土加以覆蓋或噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)劑，防止水分蒸發(fā)；不要只重視進(jìn)度而忽視質(zhì)量，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到7.2N/mm2前，不得上去踩踏或進(jìn)行施工。
7．提倡使用商品混凝土澆筑樓板，筆者發(fā)現(xiàn)，在同一個(gè)工程的同一層樓面上，用商品混凝土的比現(xiàn)場(chǎng)拌制的裂縫要少得多，而且寬度也小很多。
四、結(jié)語(yǔ)
微裂縫在混凝土構(gòu)件中是不可避免的，施工中應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。全面保證混凝土現(xiàn)澆樓板的質(zhì)量，關(guān)鍵在于混凝土形成過程中的一系列階段的控制，從原材料、配合比、混凝土的開盤鑒定、混凝土的拌制和運(yùn)輸，入模振搗、施工縫及后澆帶的處理、養(yǎng)護(hù)等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。因此，施工單位要提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)管理，控制好工序的質(zhì)量，而監(jiān)理工程師也要對(duì)混凝土施工實(shí)行旁站監(jiān)理，加強(qiáng)對(duì)施工工藝及措施的監(jiān)督，必須達(dá)到規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保工程的質(zhì)量。
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
當(dāng)前，不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中，現(xiàn)澆混凝土樓板的工程也是越來越多。長(zhǎng)期以來，由于對(duì)混凝土裂縫問題認(rèn)識(shí)上的偏差，或重視程度不夠，混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍?；炷恋牧芽p問題乃是嚴(yán)重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問題。
一、現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，概括起來主要有以下幾點(diǎn)：
?。ㄒ唬┎牧线x用方面的因素
1．水泥品種。水泥的選擇是關(guān)系到收縮問題的關(guān)鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細(xì)度等。而且，隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用，水泥的標(biāo)號(hào)等級(jí)要求也就相應(yīng)提高，水泥用量也就會(huì)增加，產(chǎn)生的水化熱就越高，混凝土的收縮變形也越大。
2．外加劑應(yīng)用不當(dāng)也會(huì)引起的裂縫。由于施工工期的需要，一般都會(huì)使用化學(xué)外加劑的，但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會(huì)直接引起混凝土多種質(zhì)量問題，并且外加劑的使用也會(huì)增大混凝土收縮的變化率，如摻減水劑用于改變混凝土和易性。高效減水劑的減水作用隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低，這是坍落度損失的主要原因，由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上，它或是被水化物包圍，或是與水化物反應(yīng)而被消耗掉，變得不能發(fā)揮分散能力，水泥顆粒間斥力減小，造成水泥顆粒凝聚，使混凝土坍落度減小，造成混凝土拌和物坍落度損失過大或短期內(nèi)完全喪失流動(dòng)性，這類問題在混凝土生產(chǎn)行業(yè)中會(huì)經(jīng)常遇到，程度輕的會(huì)引起混凝土施工困難，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。
3．混凝土配合比。在原料一定的條件下，水灰比對(duì)混凝土收縮有很大的影響。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量，而用水量的影響比水泥用量大；在用水量一定內(nèi)條件下，混凝土收縮隨水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度較?。辉谒冶纫欢l件下，混凝土收縮率隨水灰比的增加而明顯增大；在水灰比相同條件下，混凝土干縮隨砂率增大而加大，但增大的幅度較小。影響砼的收縮而產(chǎn)生裂縫原因包括單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等控制參數(shù)。
（二）施工方面的因素
1．配筋、樓板厚度、施工工藝不合標(biāo)準(zhǔn)。部分施工單位在施工中，為了節(jié)省施工的材料成本和節(jié)省人工費(fèi)，在施工過程中往往是沒能按照設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，鋼筋安放位置不正確、鋼筋間距偏大、樓板澆筑時(shí)厚度控制不符合設(shè)計(jì)要求、澆筑震搗不密實(shí)等原因也容易導(dǎo)致樓板產(chǎn)生裂縫。
2．施工時(shí)模板的處理。模板施工因素對(duì)產(chǎn)生的影響主要是由于以下幾方面產(chǎn)生的：（1）由于樓板模板支撐剛度不夠，梁板支撐剛度差異或模板撓度過大，造成模板支撐下沉變形過大；（2）如果模板支撐的穩(wěn)定性不夠，在施工期間過度震動(dòng)使支撐剛度變異部位出現(xiàn)多次瞬間相對(duì)位移，這樣也會(huì)引起樓板的裂縫；（3）拆模過早，在混凝土沒有完全硬化的時(shí)候就進(jìn)行拆模板，混凝土硬化前過早承載或受到振動(dòng)，很容易產(chǎn)生裂縫。
3．鋼筋保護(hù)層偏大。施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板，施工人員在鋼筋上踩踏，致使板面負(fù)筋下沉混凝土保護(hù)層厚度偏大，引起板面開裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒有通長(zhǎng)配置時(shí)，裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部，沿板邊緣近似成直線發(fā)展。
4．保護(hù)措施不到位。混凝土澆注后，沒有按規(guī)定的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致樓板收縮開裂。（1）養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，使混凝土養(yǎng)護(hù)初期過早脫水，使混凝土出現(xiàn)干縮。（2）混凝土養(yǎng)護(hù)初期受凍。（3）樓板施工完成后，混凝土終凝初期，施工機(jī)具和材料集中，或過早進(jìn)人下道工序施工，造成較大施工荷載和震動(dòng)，使其產(chǎn)生裂縫。
?。ㄈ鉁?、空氣等環(huán)境因素導(dǎo)致樓板裂縫
現(xiàn)在樓板在周圍氣溫、空氣等環(huán)境因素的影響下，也會(huì)產(chǎn)生裂縫的。（1）空氣的相對(duì)濕度越低，混凝土收縮越大。（2）空氣溫度升高，混凝土的收縮隨之增大。（3）長(zhǎng)期風(fēng)吹、日曬也會(huì)使混凝土收縮增大。
二、樓板裂縫產(chǎn)生的危害
混凝土是多組分復(fù)合材料，在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種材料變形不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見的微細(xì)裂縫，我們一般稱微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的，互不連貫，但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化，養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下，裂縫開始擴(kuò)展，并逐漸互相連通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見裂縫，成為宏觀裂縫，嚴(yán)重的形成樓板上下貫通縫，這就成為有害裂縫。這樣的裂縫將對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力，防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
?。ㄒ唬┯绊懡Y(jié)構(gòu)承載力和使用安全性
對(duì)于受彎構(gòu)件的樓板，盡管受彎區(qū)允許有寬度在一定范圍內(nèi)的裂縫存在，但是裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響是不可忽視的，尤其是一些使用者在裝修時(shí)又給地面增加了很多設(shè)計(jì)者沒有考慮的荷載時(shí)。
[Page]
?。ǘ┯绊懡Y(jié)構(gòu)的防水性
樓板產(chǎn)生裂縫，除了影響結(jié)構(gòu)安全性外，對(duì)使用者所帶來的最直接的問題是滲漏水的危害，尤其是在沒有做防水的房間表現(xiàn)突出。
?。ㄈ﹪?yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命
化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)等，都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生破壞作用。這些破壞作用的發(fā)生或進(jìn)行的快慢，除了受混凝土自身材料性質(zhì)的影響外，裂縫就是一個(gè)重要的影響因素。一般從結(jié)構(gòu)拆模到裝修完成，要經(jīng)過2—3個(gè)月的時(shí)間，有的大型工程還要跨年施工。這時(shí)空氣中的CO2、SO2氣體及雨水等就會(huì)順著裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，促成鋼筋銹蝕的加快；堿集料反應(yīng)及碳化速度的加快進(jìn)行；從而引起耐久性的下降和縮短建筑物的使用壽命。
三、對(duì)現(xiàn)澆樓板裂縫的控制措施
?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)方面的控制措施
設(shè)計(jì)者在民用建筑工程中不要一味追求使用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土。C20級(jí)能滿足要求，就不要使用C30級(jí)。
?。ǘ┦┕し矫娴目刂拼胧?
1．嚴(yán)格控制混凝土配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇級(jí)配良好的石子，嚴(yán)格控制砂石含泥量。盡量不用細(xì)砂配制高標(biāo)號(hào)混凝土。
2．澆筑混凝土前將基層和模板澆水濕透，但不得有明水存在。
3．現(xiàn)場(chǎng)攪拌的混凝土要保證攪拌時(shí)間，即嚴(yán)格執(zhí)行GB50204—2002第4、3、2條的規(guī)定；嚴(yán)格控制外加劑的摻量，計(jì)量一定要準(zhǔn)確，并按使用說明書要求操作；在混凝土初凝期注意抹壓的時(shí)間和方法，抹面應(yīng)在表面泌水完全排除掉時(shí)進(jìn)行，抹面時(shí)應(yīng)用力抹壓，以閉合已產(chǎn)生的微裂紋和泌水孔；設(shè)計(jì)好大面積混凝土澆筑時(shí)的路線，避免干擾已初凝的混凝土。
4．模板要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，支撐牢固，按規(guī)定時(shí)間拆模。
5．提倡使用平板振搗器，因?yàn)檎駬v棒振搗想不碰鋼筋是不可能的。
6．加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)對(duì)混凝土加以覆蓋或噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)劑，防止水分蒸發(fā)；不要只重視進(jìn)度而忽視質(zhì)量，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到7.2N/mm2前，不得上去踩踏或進(jìn)行施工。
7．提倡使用商品混凝土澆筑樓板，筆者發(fā)現(xiàn)，在同一個(gè)工程的同一層樓面上，用商品混凝土的比現(xiàn)場(chǎng)拌制的裂縫要少得多，而且寬度也小很多。
四、結(jié)語(yǔ)
微裂縫在混凝土構(gòu)件中是不可避免的，施工中應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。全面保證混凝土現(xiàn)澆樓板的質(zhì)量，關(guān)鍵在于混凝土形成過程中的一系列階段的控制，從原材料、配合比、混凝土的開盤鑒定、混凝土的拌制和運(yùn)輸，入模振搗、施工縫及后澆帶的處理、養(yǎng)護(hù)等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。因此，施工單位要提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)管理，控制好工序的質(zhì)量，而監(jiān)理工程師也要對(duì)混凝土施工實(shí)行旁站監(jiān)理，加強(qiáng)對(duì)施工工藝及措施的監(jiān)督，必須達(dá)到規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保工程的質(zhì)量。
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
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