针对住宅工程现浇混凝土板施工中裂缝防控措施探析

印陆飞

南通明达建设工程有限公司 江苏 南通 226300

1 常见收缩裂缝产生机理

1.1 干燥收缩裂缝

混凝土在凝结硬化过程中，水泥水化反应激烈，各种固体颗粒之间形成一层水膜。混凝土内部的自由水会由内向外迁移并蒸发，以致在水膜间形成复杂的凹面，形成毛细孔压力，使得骨料受压，水泥结晶体受拉。混凝土毛细孔随混凝土内部水分向外界不断迁移、蒸发而逐渐变细，毛细孔压力则随着进一步增大，导致混凝土产生体积缩小的现象称之为为混凝土的干燥收缩[1]。对于楼板这种体表比很小的混凝土构件，在大风、高温、低湿环境下浇筑的大流动性混凝土，浇筑完毕后不及时覆盖养护，就开始由表及里地逐步发生水分迁移、蒸发，在混凝土构件横截面上形成湿度梯度，产生内外干缩量不一致的变形。由于混凝土表面收缩变形量大，而混凝土内部收缩变形量小，因此现浇板表面混凝土的收缩变形受到内部混凝土的制约；对于整个楼盖而言，楼板收缩变形大于四周混凝土梁的收缩变形，同理，混凝土板的收缩变形受到四周梁的制约。

1.2 温度收缩裂缝

混凝土搅拌后终凝前的整个阶段，产生的水化热导致混凝土持续升温，在混凝土硬化过程中，通常自然环境温度较混凝土内部温度低，混凝土会持续向大气中散热。由于混凝土是热的不良导体，加之空气的流动，因此混凝土表层温度降低得快，而中心温度降低缓慢，于是混凝土形成内部热量积聚。现浇混凝土板的的表体比很大，这导致其内外部水化热散失的速率差异很显著，因而在楼板内部与外部间就产生了明显的温度差，亦即形成了温度梯度。温度梯度的出现将在混凝土表面中产生温度拉应变，无论混凝土的初期升温阶段还是后期的降温阶段，现浇混凝土板的外表温度总是低于内部温度，在升温阶段楼板内部混凝土膨胀率大于其表层混凝土，降温截断内部混凝土收缩速率则小于表层混凝土[2]，因此，现浇混凝土板浇筑之后，沿楼板厚度方向从楼板中心至楼板表面就会产生应变差，这种温度应变差使得表层混凝土总是处于受拉状态，当表层混凝土的拉应变超越混凝土的极限拉应变，现浇混凝土板就会在表层出现开裂。

2 工程概况

某市某高层建筑，由2栋住宅楼组成。其中1#,2#住宅楼为18层钢筋混凝土结构，混凝土采用C30的商品混凝土，泵送法施工。主体施工期在2014年4月至2014年9月,主体工程封顶后,发现两栋楼部分楼板局部出现裂缝,其中2#5、6层尤其明显和集中。经过对裂缝原因进行认真分析后,对其进行了恰当的处理,取得了良好的效果。

3 裂缝情况分析

本工程主体分两个区的施工。在项目主体施工中,笔者发现相同搅拌站的混凝土,且在当天分别在1区5层1段和2区5层5段浇筑的顶板混凝土,得出了不同的结果。其中2区5层5段楼板没有产生裂缝,而2区5层1段楼板却产生8条裂缝。对9层以下楼板进行检查,1区出现的裂缝多于2区。9层以下楼板1380块,出现裂缝的165块,比例为114%。(1)裂缝多集中在抢工时浇筑的混凝土楼板上,楼板裂缝共有121块,占总数684%。(2)裂缝集中在薄板上。其中110mm厚以下的楼板104块出现裂缝,占总数588%。(3)阳角处的450裂缝有14条,长度基本为1-1.5m,占总数的19.7%。厕所间等小开间房间裂缝较少。(4)裂缝走向各异,长短不一,短的只有40-50cm,长的达2-3m,有的发生在角部,与剪力墙呈450角,有的发生在板中部[3]。裂缝宽度大部分在0.1-0.2mm之间。

4 某住宅工程现浇混凝土板施工中裂缝的成因分析

4.1 混凝土施工所造成的裂缝

混凝土施工过程中由于施工操作的不科学或是不规范，都可能导致后续钢筋混凝土板出现裂缝。例如，混凝土施工造成的裂缝主要包括以下几种类型：①浇筑时模板洒水所造成的裂缝，混凝土模具表面的过度湿润就可能导在致混凝土浇筑过程中发生变形，进而出现裂缝；②混凝土振捣不合理产生的裂缝，振捣的时间和长度都决定着混凝土结构的严实程度，假设振捣的时间过长，就可能增加混凝土收缩变形的概率，进而产生裂缝；③混凝土模板安装和拆除工作不规范而产生的裂缝，比方说在支模的过程中其操作不规范会使支撑系统的性能下降，进而导致混凝土表面负荷过重而产生裂缝；④混凝土养护施工不到位产生的裂缝[4]，养护工作影响混凝土的黏结能力，而其要控制好养护的时间和温度，若是出现不规范的养护操作，就极容易使混凝土表面出现各式各样的裂缝。

4.2 混凝土材料本身原因造成的裂缝

混凝土材料本身也会导致裂缝情况出现，比方说混凝土材料中的碱骨料发生化学反应或是钢筋发生腐蚀情况也会导致钢筋混凝土板发生裂缝，其中，碱骨料发生化学反应的原理是碱离子与一些活性团聚体之间发生的反应，其反应过程中会将周围水分吸收致使体积变大，进而导致内部膨胀而开裂出现较多裂缝，而钢筋发生腐蚀时可能会生锈，致使其体积变大，产生向外的拉伸应力，最后会生产沿钢筋方向的纵向裂缝，图1表示碱骨料化学反应引起的裂缝。混凝土本身的塑性收缩也会引发裂缝的出现，而塑性收缩情况主要是出现在炎热、干燥或强风的外部环境当中，在这样的环境中混凝土的本身拉伸强度接近于零，且在硬化之前的强度都是极低的[5]，其水分在环境条件下会迅速流失，进而导致体积收缩而出现裂缝。混凝土的水化收缩反应也会导致出现裂缝，水化收缩主要是指，混凝土中水和泥在混合后其体积会比未混合反应时两者体积的和要小，体积的收缩会导致出现裂缝，混凝土的干燥收缩原理也是极为相似的，干燥收缩主要是混凝土中水泥浆由于干燥而收缩，致使体积变小，而再加上混凝土内部水灰比、耗水量以及骨料消耗等参数的不合理，就会直接出现裂缝。另外，混凝土出现裂缝的原因还包括干湿造成的裂缝以及内部温度不合理造成的裂缝等。

图1 碱骨料化学反应引起的裂缝

4.3 混凝土外部因素造成的裂缝

造成钢筋混凝土板裂缝的外部因素包括许多，比方说在实际脱模的过程中，由于操作不规范可能会导致混凝土板发生振动而产生裂缝，或是过早脱模也会导致裂缝的出现[6]，实际施工中的拉伸应力过大导致吊点及垫块的位置发生偏离，也可能会导致裂纹的形成，楼板的结构钢筋混凝土梁在超负荷的情况下也是极容易产生裂缝，混凝土结构构件的最大承载值通常是实际设计载荷的1.5倍左右，超出最大承载值后所产生的裂缝也被成为有害裂缝，在超过设计载荷而未超过最大承载值可能存在一些无害的隐藏裂缝。

5 某住宅工程现浇混凝土板施工中裂缝的预防控制措施

5.1 在混凝土结构设计方面进行预防控制

混凝土的结构设计会影响到钢筋混凝土板的质量，因而预防其裂缝也应当从混凝土结构设计方面着手，其主要是注意应当严格遵守国家建筑设计方面的要求，根据其对钢筋结构标准的要求，落实结构设计的科学性，重视起钢筋混凝土结构的相应数量和直径规格选择，尤其是地板及墙板方面构件结构的选择。例如，根据相应的设计要求规定，应当科学设计混凝土的保护层，假设其保护层的厚度在40mm以上，需要设计相应的防裂结构网，其规格为Ø6@150，在钢筋设计过程中假设是在双层板基础上，则需要有效计算双向结构板，确保楼板的计算图能够与符合实际受力，在增加其表面配筋数量时还应当使用双面配筋，能够有效减少裂纹情况，地板的配筋率应当采用最小值，即使用细螺纹钢筋[7]。比方说若是采用单向板来承受相应压力，则选择的钢筋直径可为最小值，同时其钢筋可采用双面钢筋，作用是提升钢筋的配比率以及获得钢筋间的最小间距，提升其受力。

5.2 在钢筋混凝土板施工方面进行预防控制

钢筋混凝土板的施工质量也是影响其最终质量及是否出现裂缝的重要原因，因而在钢筋混凝土板的施工方面也需要进行有效预防，进而控制裂缝问题。例如，实际进行混凝土浇筑工作之前，需要制定完善的施工计划，且该计划应当经过相关部门的审查同意，具体施工计划当中应当包含混凝土的初硬化时，其具体的注入方向、每次的注入量以及结构缝的位置和处理手段等等，可以有效防止新旧混凝土的不完全结合匹配所造成的裂缝问题，在采用泵送混凝土方式时，还应当测量好混凝土的温度，比方说在测量的过程中结合实践经验，其混凝土内部的温度升至最高通常是在7d内，通常在3d内其就可接近温度的峰值，且混凝土的内部和外部通常有很大温差，约为20℃左右，温差不宜再过大，要进行合理控制[8]。施工计划当中还应当明确具体的施工工艺、浇筑量、施工缝的间距、具体结构、位置以及运输等等，保证实际施工能够依据计划有序进行，单次注射时还应当合理布置施工缝，比方说在一些承力较小或是剪应力较小的位置上设置，实际注射的厚度也要严格控制，注意分层的位置。楼板的混凝土在完成浇捣以后还要根据实际情况来设计保养维护计划，一般情况下需要在12h之内浇水养护，而所有养护工作完成大概在7d左右，若是混凝土有着防透性要求或是添加阻滞剂，则养护工作需要延长至14d。施工应当分缝分块处理，避免基础的过大起伏，也能够提升混凝土的抗裂性。

5.3 在原材料配合比方面进行预防控制

先对原材料进行质量检测，确保其符合相应要求，严格控制粗细骨料、水泥以及掺合料的相关质量指标参数。根据实际情况来设计并控制混凝土材料的配合比和坍落度，其实际设计的过程中应当考虑到减少骨料的使用，或是减少使用粉末状骨料，这样也能够有效预防混凝土出现裂缝的情况。而在坍落度方面要控制落差，其落差不宜过大，比方说多层和小高层的落差都应当控制在160mm坍落度范围内，且还要进行减小混凝土的流动性，以保证其坍落度的稳定性，在这一点上可以使用高质量、但具有低水化热性质的矿渣水泥，减小水化热的效果也能够降低其流动性。在使用相应的运输设备来进行混凝土的连续注入时，还应当始终保证运输车辆在行驶状态中[9]，而这一过程还要保证运输交通的路段状况始终良好，以此保证注入的连续性更佳，减少裂缝产生的可能性。另外，在混凝土掺合料用量方面也要严格控制，确保混凝土的初始强度符合要求，进而提升其拉伸性能，同时还要控制好混凝土的水灰比，其每立方米最大的耗水量不能够大于180kg。

5.4 在混凝土施工温度方面进行预防控制

对混凝土施工温度进行有效控制，也能够预防钢筋混凝土板施工裂缝的产生。其主要是从几个方面进行预防控制：①在进行混凝土搅拌的过程中，不使用冷却砾石来进行注入温度的降温，而是使用水来进行降温；②在混凝土内部嵌入水管，然后在水管中注入冷水来使混凝土降温；③在保证脱模时间合理的情况下，应当在温度迅速下降时采取一定的保温措施，防止其表面的温度出现急剧变化而产生裂缝问题；④在整个施工过程中，若是薄壁结构及混凝土注料块长时间处于暴露在外的状态，当外部的环境温度过低，则也需要采用一些隔热措施来进行保温；⑤为了有效减少混凝土中的水泥含量，应当对骨料的级配进行改进[10]，同时也可以添加一些增塑剂或是引气剂，也能够降低水泥含量；⑥若浇筑混凝土时的温度偏高，则可借助每一层浇筑层来进行散热，其浇筑层结构是比较薄的。

6 结论

目前，现浇钢筋混凝土结构有大量的市场，但目前楼板在施工过程中经常会出现裂缝。这个问题引起了建筑施工人员的关注，不仅影响建筑的美观，还可能给人类带来很多安全问题。因此，要求我们密切关注这一问题，找到最有效的预防方案和解决方案。通过研究和讨论，我们发现楼板开裂的原因主要有两个，一个是应力引起的裂缝。主要是由于地基不均匀沉降，混凝土强度和混凝土板厚严重不足，灾害和事故。二是非应力引起的裂缝，主要是由于施工过程中的温度、收缩和膨胀等因素引起的。通过研究可知，大部分混凝土裂缝是由非应力引起的，本文还建议加强施工管理，可有效防止裂缝的产生。