现浇混凝土楼板裂缝控制研究

　　【摘 要】针对目前混凝土楼板普遍出现的裂缝问题，根据材料科学理论，分析混凝土各主要因素（水泥、骨料、掺合料、外加剂及水）对混凝土性能的影响，结合大量的实验室收缩对比试验和现场施工控制措施的探索，对混凝土楼板裂缝的控制措施进行总结探讨。

　　【关挂词】混凝土 收缩 裂缝 原因分析 控制措施

　　1 引言

　　当前在钢筋混凝土民用建筑物中，现浇混凝土楼板出现变形裂缝的现象较为普遍，已成为商品房质量纠纷、投诉的热点问题，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。本文根据具体的工程实践和实验室的长期对比观测，对现浇混凝土楼板裂缝的产生原因及施工控制措施进行深人的探讨。！混凝土楼板裂缝产生的原因！．

　　1．1 材料方面的因素

　　（1）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的含量对混区土收缩的影响显著。

　　（2）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。

　　（3）骨料品种。混凝土收缩随骨料含量的增白而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又回骨料中粘土含量的增加而增大。

　　（4）混凝土配合比。在原料一定的条件下，混凝土配合比对于缩有很大的影响，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；在用水量一定内条件下，混凝土于缩随水泥用量的增大而加大，区增大的幅度较小；在水灰比一定条件下，混凝土于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。

　　（5）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接的收缩值；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

　　（l）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。细骨料及拌合水人仓温度偏高，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。⑤浇筑顺序不合理，出现施工”冷缝”或施工缝处理不当。③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。③混凝土终凝前钢筋被扰动。③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。④混凝土保护层过薄或保护层处集料过少。

　　（2）模板施工因素

　　①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。

　　（3）混凝土养护因素

　　①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。

　　（4）楼板施工完成后，混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进人下道工序施工，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

　　①空气的相对湿度越低，混凝土收缩越大。②空气温度升高，混凝土的于缩随之增大。③长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。

　　2　程实例与试验分析

　　2．1 程实例的楼板裂缝情况[Page]

　　笔者通过对大量的工程实例观测，发现混凝土的楼板裂缝大多数在板面沿楼板支座边0．3m范围内平行于支座展开，甚至有些楼板四周均出现连续的裂缝，在板角处裂缝与相邻两支座成45”角裂缝尤为普遍；还有一部分裂缝出现在板跨中位置，这类裂缝多出现在一些跨度小，刚度大的小区格板块。所有这些裂缝大多在工程验收后过一段时间才发现，这时楼板基本没有承受使用荷载，当冬季气候干燥时或气温较高而不通风的开间内裂缝就出现的更多。有时裂缝宽度在水泥砂浆找平层表面被放大，实际宽度大多在0．3mm以内，45”角裂缝及跨中裂缝大多贯穿楼板，而沿楼板支座边展开的板面裂缝有一定的深度，但一般不贯穿楼板，这些情况均与楼板受力特征相吻合，且符合不均匀收缩或约束收缩裂缝的特点。

　　比较混凝土的使用情况及浇筑时的气温情况表明：①商品混凝土由于采用泵送，混凝土的流动性要好，因此一般商品混凝土的坍落度都较大水灰比较大，如保证水灰比则要增加水泥用量，这样就使混凝土在硬化阶段出现收缩裂缝；虽然目前商品混凝土使用了一定量的粉煤灰，但从实际观察来看并没能完全地解决问题。②在夏季高温季节浇筑混凝土，由于混凝土中水分蒸发较快，易引起混凝土干缩裂缝，这是因为楼板混凝土水分蒸发在表层比内部快得多，表面混凝土的收缩受到下层相对不收缩的内部混凝土的约束引起拉应力，所以混凝土表层很容易产生塑性开裂。

　　2．2 试验及观测分析

　　①针对上述楼板裂缝情况，笔者在某住宅小区施工过程中，通过分析比较，着重对商品混凝土配合比出现单位用水量偏大的不合理现象，结合现场情况进行改进，主要通过掺加减水剂，来达到降低单位用水量和提高混凝土和易性，从而减少收缩裂缝。具体配合比见表回：

　　表1　配合比基本情况

　　编号 水泥品种 水泥用量(kg/m3) 外加剂 坍落度(cm) 备注

　　配1 塔牌

　　4250.63 283

　　63:1:0.1:2.29:4.25 FDN330N

　　50.49% 8～10 商品混凝土

　　配2 嘉应

　　425 0.45：1:2:2.32:3.11 FDN440

　　0.3% 3.5～5 改进后配合比

　　注:　1. 设计强度等级均为C20

　　2. 用砂均为本地中砂，粗骨料粒径5－31.5mm，现场控制最大粒径40mmm，自然级配。

　　3. 商品混凝土掺加水泥用量10%的粉煤灰；因供应原因，现场配合比未能掺加粉煤灰。

　　②在工程实施过程的同时，笔者对商品混凝土及自拌混凝土，分别取样5组及7组制作收缩试件，在实验室通过仪器进行测量，测量数据已记录到 250d左右，开始 7d用麻袋湿水覆盖，7d后自然放置。收缩曲线见图1：

　　从收缩曲线来看，混凝土初期变形受温度变化影响较大，且在秋季开始由于气候干燥而收缩变形较前期都有不同程度的加快；经调整配合比后的自拌混凝土的收缩量明显比商品混凝土小，足以说明改进后现场自拌混凝土的综合性能比商品混凝土好。工程竣工验收四个月后（即混凝土浇筑约九个月后）笔者会同施工现场人员对两种配合比楼板进行全面检查，只在使用商品混凝土的楼板发现了个别裂缝，而使用改进配合比的混凝土楼板未发现任何裂缝。当然这与施工中采取的各项配套措施，如：加强模板支撑的刚度、控制楼板负筋就位、在裂缝敏感处加铺钢丝网、增设后浇带、用麻袋蓄水养护、控制施工进度等密不可分。

　　3 混凝土楼板施日期裂缝控制途径

　　3．1 混凝土楼板施工期常见裂缝概念

　　混凝土楼板施工期常见裂缝主要是由于混凝土所含水分变化，化学反应及温度降低等因素引起体积缩小（即混凝土收缩），由于钢筋或相邻部位的约束作用，收缩引起拉应力，而混凝土的抗拉强度不高，产生开裂。引起混凝土收缩的因素较为复杂，所以必须以系统的观点进行整体考虑，在施工期间应采用系统的控制方法，克服混凝土失水和温度变化作用，减少楼板裂缝的产生。

　　3．2 混凝土楼板施工期裂缝的主要控制途径

　　从混凝土强度的角度来看，混凝土楼板出现裂缝控制的关键在于如何使各种作用产生的拉应力小于混凝土的实际抗拉强度。

　　分析裂缝产生机理，可总结出混凝土楼板施工期裂缝因素主要关系途径。[Page]

　　4 混凝土楼板裂缝控制措施

　　4．1 收缩裂缝

　　混凝土用于水泥水化所需的水量只有水泥重量约25％左右（即水灰比0，25），但因混凝土浇筑操作的需要，加人的水往往多出水化作用需要的几倍，这些多余的水分蒸发产生体积收缩，称为湿度收缩，同时水泥水化作用也会引起体积收缩，称为自缩。这两种收缩以湿度收缩尤为突出，收缩值和水泥品种、用量、拌和水量，骨料规格，振捣密实性及养护好坏等因素有关，施工中常见的混凝土收缩裂缝有塑性收缩裂缝，沉降收缩裂缝，干燥收缩裂缝。

　　（1）塑性收缩裂缝

　　塑性收缩裂缝多出现在干燥或刮风天气，裂缝多为中间宽，两端渐细，且长短不一，分布无规律，互不连贯，混凝土拌制后一段时间内水泥的水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和体积缩小，多发生在搅拌后3－12h内，终凝前较为明显，又因混凝土处于塑性状态，表面水分蒸出过快，产生急剧的体积收缩而产生裂缝，对混凝土楼板影响深度相对较大。

　　（2）沉降收缩裂缝

　　混凝土浇筑后，骨料颗粒沉落，水分上升，因受到钢筋或大的粗骨料的阻挡，使混凝土相互分离，或因混凝土本身组成材料沉落不均造成开裂，这类裂缝多表现为沿钢筋的纵向裂缝及表面龟裂，裂缝较浅较宽，通常在混凝土浇筑后发生，硬化后停止。

　　（3）于燥收缩裂缝

　　硬化混凝土在约束条件下的于缩也是楼板产生裂缝常见原因之一，因为养护不周，风吹日晒，水泥水化和表面水分散失过快，而内部湿度变化小，表面干缩受到内部混凝土的约束引起拉应力而导致表面开裂。

　　4．2 温度裂缝

　　混凝土楼板受环境温度的影响，产生热胀冷缩变形，当变形受到约束，便会产生应力导致裂缝，混凝土施工早期由于内外温差过大引起内约束裂缝，通常出现在混凝土表面，而由于平均降温过大引起的外约束裂缝，多发生在施工后几个月或更长时间，多为贯穿裂缝，混凝土配合比及性能、环境条件、结构、施工及养护条件等五个方面均可能导致混凝土产生温度收缩裂缝。

　　4．3 裂缝系统控制措施

　　（1）混凝土的材料、配合比、性能选择方面

　　①选用低热、干缩值小的水泥。②严格控制粗细骨料的含泥量及粗骨料粒径，选用结构致密、吸水率小、干缩值小的骨料。③严格控制混凝土配合比，降低水灰比及砂率，选用单位用水量低的混凝土。④掺用合适的减水剂，减少单位用水量。⑤掺用保水性能好、颗粒细的粉煤灰。⑤改善骨料级配，采用低流态混凝土。①选用具有热膨胀系数小、导热性好、比热大、弹性模量低、徐变大、能微膨胀、干缩率小的混凝土。

　　（2）混凝土施工、浇筑工艺方面

　　①降低拌合水、粗骨料的温度，将浇筑时间安排在低温季节或夜间，降低浇筑温度。②加强模板及支撑刚度，模板用水均匀湿透，避免模板干燥吸水必要时可采用钢模板。③在高温季节施工时，应缩短混凝土运输时间，加快混凝土人仓覆盖速度，缩短混凝土曝晒时间，对混凝土运输工具隔热遮阳等方法减少混凝土温度回升。④采用高频振捣器振捣，加强捣固，提高密实度。⑤混凝土浇筑后，及时覆盖、洒水、必要时初凝前进行二次捣固或终凝前表面进行二次抹压。⑤合理安排施工程序，避免楼板混凝土终凝初期，出现较大的施工荷载和震动。

　　（3）混凝土养护方面

　　①冬季混凝土表面进行保温，延缓拆模时间。②加强混凝土养护，必要时采用麻袋覆盖等储水养护，同时要做到及时养护，适当延长养护时间。

　　（3）附加构造措施

　　①较长的楼板设置收缩缝，膨胀加强板带或后浇带，降低约束体刚度和体积，削弱温度应力。②在裂缝敏感部位，适当配置温度筋。

　　综上所述，现浇混凝土楼板在施工期间所导致的裂缝，主要是由于材料选择不当和施工工艺不完善造成的，只要我们严格把好材料进料关，系统控制施工工艺，严格操作程序，现浇混凝土楼板的裂缝问题是可以得到解决的。