探讨混凝土楼板裂缝的成因及施工控制措施

王亮

（正威科技集团有限公司 江苏泰州 225500）

0 引言

混凝土是由砂石骨料、水泥、水及一些其他材料混合而成的，属于非均质脆性材料，现如今混凝土广泛应用于建筑施工，相关研究表明，建筑物结构产生裂缝为必然现象，混凝土裂缝通过影响的抗渗能力，引发钢筋的锈蚀和混凝土的碳化等多个方面，影响建筑物的承载能力，严重时会导致安全问题，带来一系列危害[1]。因此，需要相关人员切实分析混凝土裂缝成因，并采取科学有效的方法处理裂缝问题，在施工阶段做好防治措施，出现裂缝问题进行及时有效的处理，共同保障建筑物的安全。

1 混凝土楼板裂缝的成因

1.1 荷载裂缝

当载荷施加于混凝土楼板，楼板受力的作用，会相应地产生拉应力，因此，承担外界载荷的楼板会产生裂缝，裂缝沿着垂直于主拉应力的方向即顺应楼板宽度的方向横穿楼板的截面[2]。

此外，轴压力以及压应力也会引发混凝土楼板的裂缝问题，包括在楼板顶部产生的水平裂缝，在与梁连接集中载荷以及支座的端部区域产生的斜向裂缝，受压应力作用产生裂缝时，一般是混凝土的应变值达到了单轴受压峰值，该裂缝危害较严重，需要采取科学合理的手段进行防治。

图1 荷载裂缝

1.2 干缩裂缝

混凝土的浇筑阶段过后一周左右，此时养护工作结束，需要重点防范干缩裂缝，该类裂缝产生的主要原因是，混凝土楼板内外部水分蒸发速率不同，因此楼板的内外部会以不同的形变量发生变形。对于混凝土楼板暴露于外界环境的表面部分，水分蒸发的速率较快，会产生比较大的变形，相较于此，混凝土楼板内部有着不同的环境，湿度、变形等各个方面都以较低速率进行，此情况下产生的较大的干缩变形，因为与混凝土楼板内部而不能正常进行，即受到了束缚，会相应地产生拉应力，进而形成裂缝。环境相对湿度越低，干缩现象越明显，也就更容易产生干缩裂缝，见图2。

图2 干缩裂缝

1.3 温度裂缝

温度变化引发的楼板裂缝分为两种情况：①表面性裂缝，其形态走向没有固定的规律。②深层性或者贯穿裂缝，其形态为与与主筋走向一致，且裂缝的宽度大小不一，随着温度的变化表现为热渐窄冷渐宽，主要诱因归纳如下：

水泥的水化热是相关研究一直致力解决的问题，也是导致表面裂缝的关键原因，主要受此类裂缝困扰的为大体积混凝土结构。对于普通混凝土而言，浇筑环节水泥产生的水化热因自身结构优势，较容易从自身的空隙散发到外界，不会引发温度阶梯效应，从而使温度应力始终处于正常值范围，但对于大体积混凝土而言因为水化热难以挥发，因此受温度梯度下产生的温度应力影响较严重，而当相应数值超过抗拉强度或拉伸极限时，就会产生裂缝。大部分贯穿裂缝是因在结构受到急剧降温时产生的，此情况下结构发生收缩，但是无法完成即受到束缚，也就是体积胀缩受到限制，从而引发裂缝问题。混凝土结构受降雨、冷空气入侵以及日落等天气变化影响，内部温度降速显著低于表面温度降速，也会产生温度梯度达到变形限度，从而形成裂缝，见图3。

图3 温度裂缝

1.4 施工致裂缝

施工过程中的管理工作存在问题，施工操作存在纰漏，都不利于工程施工的严密性，在楼板处的混凝土浇筑阶段以及后续施工存在不当之处，便极容易引发裂缝问题，主要包括以下几种情况：

1.4.1 钢筋移位

在混凝土浇筑阶段，对混凝土结构会产生较大的冲击力，再加上部分工作人员操作不规范，容易出现钢筋移位的情况，对于楼板而言难以抵抗外界，容易在板底等位置产生裂缝，严重时还会引发一系列安全事故。

1.4.2 浇筑振捣不当

浇有筑振捣过程的不当行为存在多种情况，振捣不足以及过度都是不适当的行为，而且未将振捣棒拔出脱离混凝土再移动而是直接在其中拖动，会不利于混凝土的均匀性与严密性，间接导致裂缝的产生。

1.4.3 塑性沉降

混凝土浇筑初期，混凝土为可塑状态，其内部固体受钢筋阻力以及侧模板摩擦阻力影响，沉降出现差别，进而会产生裂缝，此时产生的裂缝会对内部钢筋造成不良影响，例如引发锈蚀等。其中表面水平向钢筋上部位置、竖向墙柱结构，尤其是水平向楼板结构更容易产生沉降裂缝，而且较粗的钢筋以及比较薄的保护层，会加剧该类现象。此外，沉降裂缝还受坍落度的影响，其值越大，越容易发生沉降开裂。

1.4.4 混凝土接茬工序不当

施工缝、后浇带等是接茬时容易出现差错的位置，如果操作不规范会容易导致裂缝。此外，连续浇筑混凝土时，若各浇筑期间隔较长的时间，容易形成冷缝，也会引发接茬裂缝。

1.4.5 施工堆载过早或过于集中

当施工工期较短时，单层结构的具体施工时间受限，在完成对顶板的混凝土浇筑工序初期，此时混凝土的强度较低，就立即继续进行上层施工工作，因此会导致不均匀沉降，可能引发后续的裂缝变形等问题。同时对于施工层堆料的安排存在不当之处，使其承受较大的集中荷载进而引发变形以及裂缝等问题。

1.5 配合比导致耐久性裂缝

耐久性裂缝给混凝土结构带来的影响是巨大的，产生的原因主要是含有较大量的碱、氯离子等会给混凝土带来危害的物质离子。使用高碱水泥或含大量氯离子的外掺剂，会干扰碱骨料反应的正常进行，所得产物体积膨胀至胀裂，裂缝继续发展至结构表面，会产生裂缝。碱骨料反应裂缝深入到结构内部，并不只是在表层，会严重影响构件的刚度。

图4 钢筋锈蚀裂缝

2 混凝土楼板裂缝的控制措施

2.1 控制原材料的使用

减少楼板处混凝土出现裂缝可以从材料着手，选择材料时应该优先选择抗裂性能优良的材料，基于此做进一步的配合比优化设计，进而选取合适的材料。具体而言，水化热较低的水泥如粉煤灰水泥应该作为第一选择，或者向选用的水泥中加入适量的粉煤灰等可以帮助混凝土免收水化热干扰的物质，同时，为了彻底解决大体积混凝土中的温差作用带来的不良反应，可以选择膨胀性能优良的水泥，此外，为了控制碱骨料的反应，砂石的选择也需要符合科学标准，同时优先选取低碱或无碱砂石材料，以保障混凝土楼板的强度[3]。

2.2 混凝土配合比的设计

为了减少楼板的裂缝问题，需要控制好混凝土的徐变以及水化热等方面，因此对混凝土的配比设计工作需要做好科学合理。具体设计时可以参照以下原则：首先，应该严格控制水泥的生产用量，水泥石的空隙率受水灰比影响，较小的水灰比可以有效减少混凝土的收缩变形，从而减少楼板的裂缝问题产生。其次，对于骨料方面，粗骨料若存在砂粒过小、级配不良或大空隙等不良情况会增加拌合用水的用量以及水泥用量，还有可能降低混凝土强度，对抗冻性、抗渗性能的追求也会受到影响；细骨料的砂粒过小会导致混凝土后期收缩量的大幅增大，而且其中有机质含量过多则会不利于水泥硬化的进程，使得楼板处混凝土的强度尤其是早期强度降低，更易产生楼板裂缝[3]。而且粗骨料的体积比例对混凝土强度影响较大，该比例越大，对应的混凝土强度就越大，对于收缩变形的束缚力就越大，因此，进行配合比相关设计时，对于粗骨料的体积比例需要严格控制。

2.3 控制楼板处混凝土的浇筑

楼板处大体积混凝土具体施工的浇筑环节非常重要，对浇筑的种类、顺序和方式有着严格的硬性规定，需要施工企业加以遵守，保障浇筑工序的质量。混凝土楼板的浇筑应该保证2h以内的间隔时间。为了保障振捣的严密性，在振捣时若需要移动振捣棒，其半径不能超过400mm，并且其需要插入50mm以上的深度。对于分层混凝土完成二次振捣后，再继续下一层的浇筑，以确保闭合性，而且两层之间的交界部位必须振捣到位。

2.4 加强混凝土的养护

对于楼板处混凝土养护工作是否到位，以及后续投入应用的具体温度与湿度，混凝土的徐变、收缩等各方面变形程度有着重要影响。为了减少内外温差带来的不利影响，提高混凝土抗力强度，需要加快楼板处混凝土内部水化作用。因此，需要提升养护温度，加大楼板处混凝土所处环境的湿度，降低徐变与收缩变形。为了做好相关保温保湿工作，在浇筑阶段，应防范混凝土表面因脱水而引发的裂缝问题。

3 结论

楼板裂缝问题普遍存在于在现如今建筑工程中，一旦处理不及时或者处理不当，会直接建筑物使用功能，影响工程质量，甚至会对人类的生产生活带来不良后果，混凝土楼板出现裂缝来源于很多方面，因此需要相关人员做到科学分析其形成原因，在楼板建设过程中做好相关防护措施，结合科学有效的楼板裂缝加固处理技术，及时做好修护工作，延缓楼板使用寿命，将裂缝问题及引发的相关损失降低到最小。