现浇混凝土楼板裂缝成因及控制措施

闫香云

现浇混凝土楼板裂缝成因及控制措施

闫香云

首先指出现浇混凝土楼板裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,对混凝土楼板的裂缝按其成因进行了分类,分析了其形成机理,并针对不同裂缝提出了预防和处理措施,从而控制楼板裂缝的发生。

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随着社会的进步,建筑工程设计理念的转变及理论的完善,施工水平不断提高,现浇混凝土结构早已取代了二十世纪六七十年代的预制楼板结构,钢筋混凝土楼板以其整体性好,抗震性能卓越,施工间歇短等优点广泛应用于各种功能的建(构)筑物中。但在施工过程中,我们发现混凝土楼板易出现蜂窝、麻面、裂缝等质量通病,经我们采用排列表法统计,在诸多混凝土质量通病中,裂缝占 42%,可见其发生的频率之高,特别是在大体积混凝土中,裂缝的出现频率高达 80%,为质量通病首要控制因素。

本文将论述混凝土裂缝的成因及控制措施。

1 混凝土裂缝的成因

一般情况下,楼板裂缝外在表现为：表面龟裂,纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有施工、设计及混凝土原材料三方面的原因,以下将逐一具体分析。

1.1 施工质量方面

1)混凝土施工过分振捣,模板、基层过于干燥：混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,易形成收缩裂缝。而模板、基层在浇筑混凝土之前洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

2)混凝土浇捣后过分抹压会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂、裂缝。

3)施工工艺不当致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;楼板混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板出现超载裂缝。

4)后浇带施工不慎而造成的板面裂缝：为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝,这种裂缝一般比较规则,属于收缩裂缝和沉降裂缝。

5)楼板内的暗装水管、电线套管铺设不当,如水管、电线套管铺设不够牢靠、集中铺设、上下交叠铺设致使水管、电线套管上皮在垫层厚度 1/3以内,保护层厚度不足都可能造成板面沿管线长度方向产生收缩裂缝。

6)混凝土的收缩(收缩裂缝)：混凝土硬化初期水泥的水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩产生收缩裂缝。

7)冬季施工过程中,混凝土受冻后体积膨胀在表面产生不规则的龟裂,如初期未能及时增加保温,这种龟裂深度逐步加深,甚至能贯通楼板。

1.2 设计方面

1)地基的不均匀沉降：在住宅建设中,有相当一部分的钢筋混凝土现浇板的裂缝,是由于地基不均匀沉降的原因而造成的。如在软土地基下采用扩展基础,则对于那些相对较长的条式楼来说,要想保证它们沉降均匀是相当困难的,因此,在这种情况下,有时也会由于基础的不均匀沉降,而引起楼房的拉裂和钢筋混凝土现浇板的开裂。

2)荷载的作用：由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中,通常只是根据其承载能力来确定配筋量的,而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算,由此而引起裂缝的产生。

3)结构体型突变及未设置必要的伸缩缝：房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就要引起裂缝的产生。

4)在楼房的设计中,设备专业特别是电气专业,大多将照明、有线电视、通讯等所需的管线集中于某一处,并且这些管线的直径多为 20mm～30mm,由此就会使该处的现浇板厚度大大削弱,从而引起现浇板在该处开裂。

1.3 混凝土原材料质量方面

1)水泥安定性不稳定,水泥中含有生石灰或氧化镁,这些成分在和水化合后体积膨胀,产生收缩裂缝。

2)如果骨料中含泥量过多,则随着混凝土的干燥,会产生不规则的网状裂缝。

3)碱—骨料反应：安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应,生成有膨胀能力的碱—硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。

4)水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂,水灰比对混凝土强度值的变化影响很大。因此,水、水泥、外掺混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送混凝土为了满足泵送条件：坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

2 楼板裂缝的控制措施

2.1 混凝土原材料质量方面

1)宜选用低热矿渣硅酸水泥,充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。大量试验研究和实践表明,每立方米混凝土的水泥用量增减 10 kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低 1℃。

2)严把原材料进货关,认真地对进场砂石骨料进行检验,严格控制砂的粒径及含泥量,含泥量应不大于 3%。

3)严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率,提高混凝土抗裂强度。

4)掺加粉煤灰和外加剂。在满足强度等设计指标要求的情况下,掺加原状或磨细粉煤灰,可以降低混凝土中水化热,减少绝热条件下的温升,提高混凝土的后期强度及抗裂能力,效果非常显著。试验表明：掺加 20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的 80%。外加剂由于其减水作用和分散作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,从而减少温度裂缝发生的可能性。

2.2 施工过程控制

1)在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免混凝土过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。

2)混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,严禁在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。当今各施工企业施工中经常用塑料薄膜边抹边覆盖即可保温,以起到保湿作用,效果非常好。

3)严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早拆模。

4)施工后浇带时杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝。

5)对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,以确保线管底部的混凝土灌注顺利和振捣密实。

6)严格控制板面负筋的保护层厚度。采用马凳或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉。

2.3 设计方面

1)对于地基的不均匀沉降引起的沉降裂缝,可以采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。

2)在板角增加辐射筋。针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。

3)平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝。

3 裂缝的处理方法

3.1 表面修补法

主要适用于对结构承载力没有影响的表面裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂。

3.2 灌浆、嵌缝封堵法

主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而达到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

3.3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的方法主要有以下几种：加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3.4 电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

4 结语

对于混凝土裂缝,应以预防为主,为此需要精心设计、施工,

掌握住它的基本知识,并根据实际采取有效措施,会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的,而是相互联系、相互制约的,设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用,才能起到良好的效果。实践证明,在优化设计,改善施工工艺,提高施工质量及加强养护等方面采取有效技术措施,坚持严谨的施工组织管理,完全可以控制混凝土楼板裂缝的发生。

[1]彭 亮.现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析与控制[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.

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TU755.7

B

1009-6825(2011)03-0086-02

2010-09-23

闫香云(1975-),女,工程师,山西四建集团有限公司,山西太原 030002