建筑工程中混凝土楼板裂缝产生与控制
大连生态科技创新城产业楼项目部
李爱军
2012/1/5
建筑工程中混凝土楼板裂缝产生与控制
摘要
现浇混凝土楼板是工业与民用建筑中普遍采用的结构形式，然而现浇楼板的裂缝就成为一项经常发生的工程质量通病，并成为近几年来工程质量投诉的热点问题。本文的确定工作将有关工程结构裂缝理论和工作实践相结合，对设计和施工中经常出现的又是常被忽视的工程结构裂缝因素进行了较为透彻的分析，对于编制工程结构抗裂方案、指导施工、避免现浇混凝土楼板裂缝的产生，具有现实的意义。它不仅影响使用功能，有损外观，而且破坏结构的整体，降低其刚度，引起钢筋腐蚀，影响持久性强度和耐久性。其特点是:第一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质下降,楼板结构裂缝成为多发性的质量问题。第二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,也降低了建筑物的使用寿命。第三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。
关键词：混凝土裂缝原因分析控制措施
1.混凝土楼板裂缝产生的原因
1.1材料方面的因素
水泥品种：不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。一般说，C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。
混合材料品种：其种类、掺量和比表面积的大小是影响水泥干缩性的主要因素。粉煤灰的比表面积最小，混凝土干燥收缩随粉煤灰掺量的增加而减小。
骨料品种。混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又随骨料中粘土含量的增加而增大。
混凝土配合比：在原料一定的条件下，混凝土配合比对干缩有很大的影响，包括单位用水量，单位水泥用量，水灰比，砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定的条件下，混凝土干缩随水泥用量的增大而加大，但增大的幅度较小；在骨灰比一定条件下，混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。
外加剂的种类和掺量因素。掺用化学外加剂都会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性，增大坍落度时，掺减水剂的混凝土收缩略大于不掺的收缩值；掺减水剂用于减水，提高强度或节约水泥时，掺减水剂混凝土的收缩接近或小于不掺的收缩值。掺氯化钙早强剂的混凝土收缩比不掺的明显增大，随氯化钙掺量的增大而成倍增长；而掺三乙醇胺与氯化钠复合剂混凝土收缩比不掺的大，但增大的幅度相对掺氯化钙早强剂小。
1.2 施工方面的因素
1、浇筑初期(终凝前)的凝缩变形
凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝逞不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。
新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。
塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1～2mm。这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。
2、硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩
自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间约1～2a才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自
身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。
混凝土的制备与浇筑
①外加剂拌合不均匀导致外加剂损失较大，不能充分发挥作用。②混凝土搅拌时间不足。③粗、细骨料及拌合水入仓温度偏高，使得浇筑温度过高。④搅拌和运输时间过长，使混凝土拌合物出现离析、泌水和沉陷。⑤泵送混凝土，因流动性要求高，过量增用水泥和水。⑥浇筑顺序不合理，出现施工“冷缝”或施工缝处理不当。⑦浇筑速度过快，捣固不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水，在表面形成水泥含量较多的砂浆层。⑧混凝土终凝前钢筋被扰动。⑨混凝土浇筑过程中，未能很好地保护楼板负筋，使截面有效高度减小。⑩混凝土保护层过薄或保护层处集料过少。
模板施工因素
由于楼板模板支撑刚度不够，梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，造成模板支撑下沉变形过大。②施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移。③拆模过早，混凝土硬化前过早承载或受到振动。④模板漏浆、渗水。
混凝土养护因素
养护不及时，使混凝土养护初期过早脱水，使混凝土出现干缩。②后期养护不够，使混凝土碳化加剧，造成碳化收缩。③混凝土养护初期受冻。
楼板施工完成后，混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进入下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，使其产生裂缝。
1.3 周围介质因素
空气的相对湿度越低，混凝土收缩越大。②空气温度升高，混凝土的干缩随之增大。③长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。
2.工程实例与试验分析
2．1工程实例的楼板裂缝情况
