某框架樓混凝土頂板裂縫原因簡析*

周建梅

（內蒙古科技大學化學與化工學院，內蒙古 包頭 014010）

某框架樓混凝土頂板裂縫原因簡析*

周建梅

（內蒙古科技大學化學與化工學院，內蒙古 包頭 014010）

本文針對某框架混凝土頂板裂縫, 通過檢測, 主要從材料、混凝土施工工藝等方面,分析混凝土頂板裂縫產生的原因,并提出修補和預防措施。

頂板混凝土;裂縫

1 工程概況

某框架樓, 設計為地下一層, 地上11層的全現(xiàn)澆框架結構。該樓采用混凝土灌注樁及承臺梁基礎。混凝土強度等級分別為: 地下室、一、二層為C35，三～五層為C30，六、七層C25，八～十一層為C20。內墻用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿；2008年9月開工, 地上十一層主體于2010年4月完工。2010年8 月對該樓進行砂漿抹面時發(fā)現(xiàn)各層頂板存在大量裂縫，其他的柱、墻、梁、板上則均未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫。對裂縫檢測和分析原因后，采取對應的修補措施，修補以后，未再發(fā)現(xiàn)有新的裂縫出現(xiàn)，而修補過的裂縫也未再發(fā)展。

2 裂縫檢測結果

頂板在進行砂漿抹面時發(fā)現(xiàn)滲水，經分析為上層用水從板底裂縫中滲出。從滲漏水線和現(xiàn)場分析，裂縫均為貫通性裂縫，且呈不規(guī)則狀分布,屬典型的現(xiàn)澆板收縮裂縫。裂縫主要分布在二層和十層頂板上，縫寬0.05～0.25mm ,如圖1和圖2所示。經過一段時間的現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)控，未發(fā)現(xiàn)以上裂縫的進一步發(fā)展和新的裂縫出現(xiàn)。

圖1 第二層頂板裂縫圖

圖2 10層頂板裂縫圖

3 裂縫原因分析

表1 混凝土配合比表

3.1 材料

所用混凝土為商品混凝土,坍落度一般160～180mm，實際初期施工混凝土坍落度為200mm左右,采用混凝土泵施工。

配制混凝土所用水泥為內蒙蒙西普通硅酸鹽P·O42.5水泥，28d強度為48.8～51.6MPa，高于強度值42.5MPa，水泥質量符合國家標準。粉煤灰(FA)為包頭達旗電廠II級灰, 品質檢驗合格。砂子采用包頭清水砂，表觀密度2.65g/cm3，堆積密度1.560kg/m3，細度模數(shù)2.9，品質合格。石子為包頭青碎石，最大粒徑31.5mm。外加劑為北京方興建材JF-9減水劑。因此，從混凝土攪拌站提供的上述原材料質量證明書、復驗報告、混凝土強度實驗報告和現(xiàn)場原材料抽樣分析的結果來看，可以排除各種原材料不合格的因素。

二層頂板混凝土設計強度等級為C35，十層為C20，配合比見表1。施工現(xiàn)場分別取樣39組，作抗壓試驗,平均強度C35為42.6MPa，C20為25.3MPa。因此，該配合比滿足設計要求。

但是,根據一些研究[1-3]成果,該配合比的水泥用量較高,水灰比小, 使混凝土內部發(fā)熱量大,混凝土收縮值大。因此產生較大的溫降收縮和自身體積收縮。在適當?shù)慕Y構條件和工藝條件下,可能產生裂縫。

3.2 施工及氣候的原因

查閱該框架樓施工資料知道，二層的頂板施工期為9月份, 氣溫相對較高，溫差也大，若養(yǎng)護不善或養(yǎng)護期過短,則很容易產生頂板的收縮裂縫。而十層施工期為3月份，是該地區(qū)較為寒冷、干燥的一個時期，每天于21時施工完畢后，混凝土正處于初凝期，強度尚未有大的發(fā)展，作業(yè)面又沒有防風措施，導致混凝土失去水分過快，引起表面混凝土干縮，產生裂縫。根據有關資料記載，當風速為7m/s時，水分的蒸發(fā)速度為無風時的2倍；當相對濕度為30%時，蒸發(fā)速度為相對濕度90%時的3倍以上。假如將施工時的風速和濕度影響疊加，則可推算出此時的混凝土干燥速度為通常條件下的6倍以上。另外，從裂縫絕大多數(shù)集中在構件較薄及與外界接觸面積最大的樓板上這一現(xiàn)象也可證實，開裂與其使用的材料關系不大，而受氣象條件的影響大些。

另一方面，在調查中也了解到，施工中有些施工人員素質差，為了省時省力，隨意加水，加大水灰比，如果養(yǎng)護不到位，則極容易導致干縮裂縫的產生。而從混凝土構件較為明顯的局部存在跑模、漏漿等外觀缺陷及施工中施工人員對已出現(xiàn)的細小裂縫不夠重視等方面，也可以看出,施工隊伍的質量控制水平比較差。

3.3 其他因素

經調查,該框架樓施工期間整體下沉量不足3mm，而且均勻沉降；模板拆除后未發(fā)現(xiàn)梁板底部彎曲下沉現(xiàn)象，而且施工期間亦未受到其他震動。因此，基本可以排除其他因素(諸如支撐下沉、外力作用等)對樓層頂板的影響。

4 修補辦法及效果

經過以上的調查分析，本框架樓的結構是安全的，梁板的承載力是滿足設計要求的。參照日本混凝土工程協(xié)會制定的《混凝土工程裂縫調查及補強加固規(guī)程》4.2.3條款之規(guī)定，小于0.3mm的裂縫無須修補。但考慮到本工程的重要性和業(yè)主對此問題的重視程度，同時也為了防止鋼筋銹蝕而影響耐久性，本著預防為主的原則，決定按照需要修補的規(guī)定進行修補。具體修補措施如下：

樓板基底用鋼絲刷清理干凈后，用低黏度改性環(huán)氧樹脂沿縫涂抹，寬度100mm。自然干燥后盡快粉刷封閉。

修補以后，未再發(fā)現(xiàn)有新的裂縫出現(xiàn)，而修補過的裂縫也未再發(fā)展。由此可以斷定當時對主要原因的分析和處理辦法是正確的。

5 頂板混凝土裂縫預防措施

（1）延長混凝土拆模時間。養(yǎng)護7d的抗壓強度值接近達到C30以上,由此確定頂板結構拆模時間至少為7d。

（2）減少混凝土坍落度。根據施工經驗, 確定混凝土的坍落度為140～160mm。

（3）加強養(yǎng)護。一般在板頂面蓄水養(yǎng)護, 保證水化用水充足,減少收縮;同時,也可以使一些微小裂縫愈合。

（4）加強施工現(xiàn)場管理,杜絕施工人員隨意加水。

通過以上措施,基本控制了新澆混凝土段不發(fā)生和少發(fā)生裂縫。但從上述分析, 尚需從混凝土結構、材料( 和配合比) 、工藝等方面的改善來控制混凝土裂縫的發(fā)生和發(fā)展。

[1]蔣正武等.國外混凝土自收縮研究進展評述[J].混凝土, 2001,( 4):30-33.

[2]覃維祖.混凝土的收縮、開裂及其評價與防治[J].混凝土, 2001,( 7):3-7.

[3]朱伯芳.大體積混凝土溫度應力與溫度控制[M]. 北京:中國電力出版社,1999.

*內蒙古科技大學創(chuàng)新基金（2009NC026)

周建梅（1972-），內蒙古包頭市人，副教授，從事材料合成及應用科研與教學工作。

[單位地址]內蒙古科技大學化學與化工學院(014010)