簡析現澆樓板裂縫產生的原因及防治

劉 虎

1 概述

長期以來,不論是框架結構的工業建筑還是民用住宅樓中,現澆混凝土樓板的工程越來越多。這一技術,加快了混凝土的澆筑速度,減輕了勞動強度,對提高現場文明施工,縮短工期起到了巨大的作用。但是,由于對混凝土裂縫問題認識上的偏差,或重視程度不夠,混凝土產生裂縫現象十分普遍。混凝土的裂縫問題仍是嚴重困擾著混凝土樓板施工質量的首要問題。

2 原因分析

混凝土是多組分復合材料,在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產生體積變形。由于各種材料變形不一致,互相約束而產生初始應力,造成骨料與水泥粘結面或水泥本身之間出現肉眼看不見的微細裂縫,我們一般稱為微裂。這種微細裂縫的分布是不規則的,互不連貫,但在荷載作用下或進一步產生溫度變化,養護不到位失水干縮的情況下,裂縫開始擴展,并逐漸互相連通,從而出現較大的肉眼可見裂縫,嚴重的形成樓板上下貫通縫,這就成為有害裂縫。現澆混凝土樓板裂縫產生的原因是多方面的,概括為以下幾點:

1)溫度應力產生的裂縫。溫度裂縫主要在夏季炎熱天氣和冬季(氣溫高于35℃和低于5℃)施工時容易出現,裂縫出現在混凝土澆筑后3 d～5 d,最快的 1 d即出現,初期裂縫很細,隨著時間的發展而斷續擴大,甚至達到貫穿的情況,其寬度最大可達1 mm～3 mm。

水泥水化過程中產生大量的熱能,使混凝土溫度升高,水泥水化熱在1 d～3 d可放出熱量的50%,結構內部溫度高達55℃～70℃。因此,混凝土內部和表面的散熱條件不同,形成內外溫差,造成溫度變形和溫度應力。溫度和內外溫差成正比,當這種溫度應力超過混凝土的抗拉強度時就產生裂縫。

2)鋼筋安置不當產生的裂縫。在鋼筋混凝土施工過程中,鋼筋的制作、加工和安裝是否正確合理,直接影響建筑結構的承載力和剛度。在實際鋼筋工程施工中,通常會出現以下問題:受力鋼筋位置出現重大失誤、受力鋼筋搭接不合理、受力鋼筋錨固長度不夠、受力鋼筋的混凝土保護層偏差過大、構造配筋過少。

3)施工方面產生的裂縫。彈性變形及支座負彎矩;伸縮縫施工不慎而造成的板面裂縫;混凝土水灰比、坍落度過大或使用砂含泥量大;混凝土施工過程中過分振搗,模板、墊層過于干燥;混凝土澆搗后過分抹干壓光和養護不當;澆搗混凝土板筋保護層不夠;澆搗混凝土時升降機口混凝土渣沒清理。

4)使用方面的裂縫。建筑物使用方面的裂縫,工業廠房裂縫的成因是改變使用功能。如一些工業廠房設計是輕工業廠房,建成投產后改為設備廠房;原設計荷載取值輕,而大量生產設備進入,產生了超原荷載的一倍甚至幾倍重量。有的廠房原設計是成品倉庫,建成后變成原料倉,這些都是造成廠房裂縫的主要原因。

綜上所述,這樣的裂縫對結構的承載力、防火性、抗滲性、抗鋼筋腐蝕性、抗化學侵蝕性等耐久性能產生嚴重危害。

3 對現澆樓板裂縫的防治

3.1 設計方面的控制措施

設計者在民用建筑工程中不要一味追求使用高強度等級混凝土。C20級能滿足要求,就不要使用C30級。

3.2 施工方面的控制措施

1)嚴格控制混凝土配合比,嚴格控制水灰比和水泥用量,選擇級配良好的石子,嚴格控制砂石含泥量。盡量不用細砂配制高標號混凝土。2)澆筑混凝土前將基層和模板澆水濕透,但不得有明水存在。3)現場攪拌的混凝土要保證攪拌時間,即嚴格執行GB 50204-2002第 4.3.2條的規定;嚴格控制外加劑的摻量,計量一定要準確,并按使用說明書要求操作;在混凝土初凝期注意抹壓的時間和方法,抹面應在表面泌水完全排除時進行,抹面時應用力抹壓,以閉合已產生的微裂紋和泌水孔;設計好大面積混凝土澆筑時的路線,避免干擾已初凝的混凝土。4)模板要進行強度計算,支撐牢固,按規定時間拆模。5)提倡使用平板振搗器,因為振搗棒振搗想不碰鋼筋是不可能的。6)加強養護工作,及時對混凝土加以覆蓋或噴涂混凝土養護劑,防止水分蒸發,不要只重視進度而忽視質量,在混凝土強度達到7.2 N/mm2前,不得上去踩踏或進行施工。7)提倡使用商品混凝土澆筑樓板,筆者發現,在同一個工程的同一層樓面上,用商品混凝土的比現場拌制的混凝土裂縫要少得多,而且寬度也小很多。

4 需進一步研究和探討的問題

針對現澆樓板容易出現的一些非結構性裂縫現象,根據實際操作過程經驗總結、原因分析,收集一些切實可行、合理、可操作的施工工藝和措施,具體如下:

1)預拌商品混凝土廠應積極與施工單位配合,保證建筑結構的使用要求,混凝土的試配應滿足泵送混凝土的防裂要求,不應單純地追求高強度、高速度、高效益。

2)設計應對現澆混凝土樓板防裂采用配套措施,對重要結構板內應配雙層鋼筋,提高混凝土的極限拉伸能力,防止板面混凝土的開裂。

3)施工單位也要提高認識,加強管理,控制好工序的質量,而監理工程師也要對混凝土施工實行旁站監理,加強監督,以確保工程質量。