細石混凝土地面裂縫的分析及防治

摘要:本文通過細石混凝土地面大面積的施工中出現的裂縫分析，揭示了混凝土收縮和基層變化對混凝土面層的影響，提出了針對大面積混凝土地面施工防裂措施。

關鍵詞：細石混凝土；裂縫；干燥收縮；溫度應力；分格縫

—、 前言

在工業與民用建筑工程中細石混凝土被廣泛應用，一般主要用廠房、車庫、設備機房等部位的地面裝修，這種地面造價低，耐久性能好，施工速度快，取材容易。但大面積細石混凝土地面若設計，施工不當，極容易產生質量問題，輕則影響觀感質量，嚴重的可能影響使用功能。其中地面裂縫是大面積細石混凝土地面的最主要通病之一。

導致細石混凝土地面裂縫的因素很多，表現形式多種多樣，工程意義各有所不同。按裂縫的起因主要有兩種：一是混凝土地本身收縮變形的約束裂縫，另一種是混凝土地面基層變化引起的裂縫。

二、 細石混凝土地面收縮裂縫分析

細石混凝土地面收縮是由于混凝土收縮變形受到約束所引起，其中主要有混凝土塑性沉縮裂縫、混凝土干燥收縮變形裂縫、溫度脹縮變形裂縫等。

2.1塑性沉縮裂縫塑性沉縮裂縫是混凝土的一種早期裂縫，即在澆注完混凝土4～15小時左右，水泥水化反應劇烈，出現泌水和水分急劇蒸發現象，引起失水收縮。尤其在變截面處易發生劇烈收縮，此時骨料與膠合料之間也產生不均勻的沉縮變形。水分大量蒸發引起的混凝土塑性沉縮裂縫與沉凝土的流態有關，一般流態越大，越容易引起沉縮裂縫。塑性沉縮裂縫發生時，在混凝土表面出現斷斷續續的裂縫，裂縫中部較寬，兩端較窄，呈梭形。對于混凝土地面，裂縫常出現在混凝土厚度變化處或管線敷設處。如果混凝土水灰比過大，水泥用量大，摻和料保水性差，粗骨料少，用水量大，振搗不良，環境氣溫高，養護不足表面失水能導致混凝土會出現塑性沉縮裂縫。為了避免混凝土出現塑性裂縫，可在混凝土還處在塑性狀態時，適時予以拍打，促其表面裂縫閉合，恢復整體性。

2.2干燥收縮裂縫混凝土澆筑完畢要經過一定濕養護期，在此期間因飽含水分而體積基本不變。以后混凝土在空氣中，逐漸硬化，水分散發，體積發生收縮。混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石的脫水收縮，其中最大收縮是發生在第一次干燥之后，以后逐漸減慢，大部分收縮在齡期3個月內出現，但齡期超過20年后收縮仍不會中止。當混凝土的收縮應變超過結構的軸心受拉峰值應變時，混凝土內部和表面就會形成裂縫，隨著應變的增加，裂縫也隨之發展。因為結構很薄，混凝土地面收縮裂縫一般是貫穿性裂縫。影響混凝土的收縮變形的主要因素有以下幾個方面：①水泥的品種和用量。不同品種和質量的水泥，收縮變形值不等，如早強水泥比普通水泥的收縮約大10%，混凝土中的水泥用量和水灰比越大，收縮量越大。②混凝土骨料的性質料徑和含量。骨料含量大，彈性模量值高者，收縮越小，料徑大者，對水泥漿收縮的約束大，且達到相同稠度所需的用水量少，收縮量也小。③養護條件。及時完善的養護能夠加速水泥的水化作用，減少收縮量，養護不完善，將加大干燥環境中的收縮。④使用期的環境條件。結構所處的溫度高、濕度低，都增大水分的蒸發，收縮量大。⑤構件的形狀和尺寸。混凝土中水分蒸發必須經由結構表面。故結構的體積與表面積之比越小，水分蒸發量越大，混凝土收縮越大。

2.3溫度脹縮變形裂縫混凝土溫度裂縫起因于溫度應變受到約束。溫度應變起因于溫差。關于溫差有兩種情況，一種是混凝土最高的截面平均溫度與環境大氣的平均溫度之差；另一種是混凝土的表面溫差，即混凝土截面中心最高溫度與混凝土表面溫度之差。起因于這種表里溫差的表層溫度收縮應變要受到內部約束，從而引起外部裂縫。當溫度脹縮引起的混凝土內部應力大于混凝土抗拉強度時，會引起混凝土裂縫。由于混凝土薄板的厚度遠遠小于其他兩個方向的尺寸，因此溫度脹縮引起的一般也是貫通裂縫。另外由于環境溫度濕度變化，在混凝土板面與底面之間形成溫度，濕度差異，混凝土下部的粘接層會約束混凝土板表面產生的脹縮變形。如果在溫度施工中設計了分格縫，則混凝土板面容易在分格縫處產生翹曲變形。

三、 混凝土地面基層變形引起的裂縫

混凝土地面結構樓板變形引起的裂縫：在超長結構或跨度比較大的樓板上做細石混凝土地面，也容易產生地面裂縫。原因是，鋼筋混凝土結構樓板本身存在溫度變形、收縮變形或撓度變形等，這種變形和混凝土地面的變形是不同步的，如果程度較大，必須會引起其表層地面的裂縫，一般這種裂縫很難修復。混凝土地面基層墊層材料引起的變形裂縫：樓板細石混凝土地面一般的施工做法是，先做一層50mm～80mm厚的墊層，表面再做細石混凝土面層。墊層一般為1∶6水泥焦砟或是輕集料混凝土，前者焦砟如果煅燒不充分，則在潮濕的環境下容易引起墊層膨脹，從而會引起混凝土地面的裂縫。

四、混凝土地面裂縫控制

對大面積細混凝土細地面裂縫的控制，需根據混凝土地面板本身的特點，從設計、材料及配合比和施工等各方面綜合考慮，統籌處理。

4.1合理配置鋼筋配置鋼筋是控制混凝土裂縫的重要手段之一，對混凝土地面，主要是配置適當防裂鋼筋網片，防裂鋼筋為構造配筋。位于混凝土表面下50mm左右，一般要求鋼筋不宜太粗，間距控制在150mm以下。此做法適用于基礎底板上的混凝土地面，可有效防止地面裂縫。合理配置鋼筋，也要求結構樓板的配筋設計要優化，尤其對超長、大跨結構，樓板鋼筋宜上、下層通長配置。筆者曾遇到一個工程，鋼筋混凝土框架剪力墻結構，超長，柱網布置為8×8。設計沒有考慮混凝土溫度收縮應力，地下室樓板只在梁的負彎矩處設計了負彎矩鋼筋，而且負彎矩鋼筋長度只到板跨的三分之一處，結果因為濕度應力和混凝土收縮，造成結構樓板在負彎矩端部位置出現有規律的裂縫，也造成表面混凝土地面開裂。

4.2全理設置分格縫設置分格縫也是混凝土地面為控制其收縮裂縫最常采取的一項措施，接縫間距設置越大，混凝土板塊收縮越大。接縫張開愈寬，分格縫傳荷能力越低，從而越容易引起裂縫，因此合理設置分格縫尤為重要。根據施工規范規定，混凝土或水泥地面分格縫設置板塊面積不宜大于36平方米。分格縫一般沿軸線和跨中進行分格，根據計算分析以及實際施工經驗，板塊分隔最大長度不宜大于8米。分格縫的設置，一般有兩種做法：一種是在混凝土地面施工前根據分格縫設計，提前將木條或塑料條用水泥漿固定，養護24小時后，再進行地面施工。另一種是后切縫，先進行混凝土地面施工，常溫下養護5～7天，強度達到75%（不宜大于100%）后用切割機切縫，縫寬7mm～10mm，深度為厚度二分之一左右。縫深度不宜過小，也不宜過大，否則造成混凝土地面板的開裂或翹曲。

4.3原材料控制混凝土強度等縱不小于C20，不宜大于C30，因為隨著混凝土強度的增大，混凝土的收縮也加大。混凝土石是最大粒徑為15mm，含泥量不得大于3%，沙子為中沙。混凝土坍落度不宜過大，最好控制在30mm左右，以泥抹子輕拍可出漿為宜，如果采用機械拋光工藝，混凝土坍落度可控制在120mm～140mm。

4.4施工過程控制基層清理要干凈，清除混凝土基層上的砂漿、油漆等雜物，使之露出混凝土結構板原色，基層要灑水濕潤24小時以上。推薦機械拋光工藝，混凝土要振搗密實。管線距墻陰陽角不得小于15cm，防止集中應力的出現。所有管線處必須加鋪雙層硬質鋼板網，寬度不小于30cm，防止該部位裂縫。加強養護工作，最好用滿鋪一層塑料薄膜或木屑粉覆蓋灑水保持濕潤，養護至少7天，強度上來之前嚴禁上人，并加強成品保護。

五、 結束語

通過上述分析，影響大面積細石混凝土地面裂縫的因素主要是混凝土的干燥收縮與溫度應力變化，其中通過合理設置分格，適當配置構造鋼筋、加強原材料控制和合理改進施工工藝等措施是可以避免大面積細石混凝土地面裂縫的。

參考文獻：

[1] 王鐵孟.工程結構裂縫控制.北京:中國建筑工業出版社，1997.

[2] 富文權，韓素芳.混凝土工程裂縫分析等控制.北京:中國鐵路出版社，2002.