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層的全現澆框架結構。該樓采用混凝土灌注樁及承臺梁基礎?；炷翉姸鹊燃壏謩e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現各層頂板存在大量裂縫，其他的柱、墻、梁、板上則均未發現明顯裂縫。對裂縫檢測和分析原因后，采取對應的修補措施，修補以后，未再發現有新的裂縫出現，而修補過的裂縫也未再發展。

2 裂縫檢測結果

頂板在進行砂漿抹面時發現滲水，經分析為上層用水從板底裂縫中滲出。從滲漏水線和現場分析，裂縫均為貫通性裂縫，且呈不規則狀分布,屬典型的現澆板收縮裂縫。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。經過一段時間的現場連續監控，未發現以上裂縫的進一步發展和新的裂縫出現。

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。在適當的結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，若養護不善或養護期過短,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，強度尚未有大的發展，作業面又沒有防風措施，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，水分的蒸發速度為無風時的2倍；當相對濕度為30%時，蒸發速度為相對濕度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，從裂縫絕大多數集中在構件較薄及與外界接觸面積最大的樓板上這一現象也可證實，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；模板拆除后未發現梁板底部彎曲下沉現象，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會制定的《混凝土工程裂縫調查及補強加固規程》4.2.3條款之規定，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，未再發現有新的裂縫出現，而修補過的裂縫也未再發展。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）加強養護。一般在板頂面蓄水養護, 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生和少發生裂縫。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生和發展。

[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)