普通現澆混凝土樓板裂縫成因與防治措施

彭街清

(寧波市建東置業有限公司，浙江寧波 315010)

在普通混凝土(也稱混凝土)結構中，樓板裂縫時有發生，裂縫一般垂直于房間轉角的角平分線，呈45°斜向，部分裂縫沿電線管埋敷方向，個別工程的樓板裂縫垂直于板跨方向或呈不規則狀分布，一般都在結構封頂3個～6個月后陸續出現，在1年～2年時間內，裂縫仍會繼續發展。對一般裂縫成因分析的文章也不少，但分析不夠深入，現在我結合自己的經歷和認識，談談對此的看法。要了解混凝土樓板裂縫的成因，那我們要先了解混凝土材料特性，了解混凝土形成機理和微觀結構。

混凝土不是單質，材料特性不同于單質。普通混凝土主要是由水泥、石子、砂子三種材料和水按一定比列拌合經過水化硬化而成。成型后的混凝土是由各粗骨料、包圍在粗骨料表面水泥凝膠晶體骨架和未水化完的水泥顆粒、水和凝膠孔、很細小的空隙組成，其物理力學特性取決于水化產物和這些產物結構。

混凝土內部空隙是由以下原因造成:1)混凝土硬化過程中游離水的作用形成的毛細孔;2)混凝土拌合物中夾帶的空氣形成的氣孔;3)水泥石凝膠固相之間的凝膠孔。毛細孔、凝膠孔可以被水或空氣填充。這些孔(孔連通就是微裂縫)是混凝土先天缺陷，即使水泥100%水化還會有33%毛細孔。

混凝土還可能存在水泥顆粒，其存在是由以下原因造成:由于早期水泥水化形成的凝膠抑制另外一部分水泥的水化反應，因此在凝結后還有大量未完全水化的水泥顆粒。這些水泥顆粒后期水化反應有兩種截然相反的作用，由于水化反應的進行，混凝土不斷生成結晶體填充原有混凝土內的空隙，這有利于抑制裂縫產生;同時，水化反應不斷消耗原混凝土體內水分而加大混凝土空隙率并影響混凝土的收縮，這有利于裂縫產生。所以對混凝土而言，水既是空隙產生的原因又是水化反應的必備條件。水化反應是個持續的過程。

理解了上述內容，我們就比較好理解下面的內容。混凝土樓板裂縫成因主要分為收縮裂縫、溫度裂縫、超載裂縫。當然還有其他原因，如堿骨料反應、混凝土碳化、鋼筋銹蝕、不均勻沉降等。

混凝土的收縮開裂主要是由水泥漿的收縮開裂造成，這是樓板無害裂縫的主因。混凝土澆搗成型前后收縮包括塑性收縮、沉降收縮、自收縮、干燥收縮。

塑性收縮是混凝土初期處于可塑狀態時，由于混凝土的泌水，水分從混凝土的下部迅速上升，混凝土表面水分大量迅速蒸發，在混凝土表面發生干燥收縮體積減少，從而使表面產生開裂，細小裂縫密布于混凝土表面。混凝土成型后5 h～6 h，如果外界溫度不小于35℃，自然通風條件下，混凝土很容易開裂。

沉降收縮就是混凝土成型初期沉降引起，混凝土成型后，混凝土比重大的部分下沉，導致淺層相對漿料較多，沿著鋼筋方向發生裂縫。承臺、大板澆筑時此現象較為明顯，如果不二次振搗會看到類似“肋骨”樣的現象。為減少沉降收縮，混凝土施工要求先澆柱、墻，再澆梁，后澆板。單方混凝土水量大，流動性大容易產生沉降開裂。

自收縮是混凝土澆筑成型后，與外界沒有水分交換條件下，由于水泥后期水化引起的混凝土收縮。水泥的水化反應會導致混凝土整體體積減少(水化產物的體積約為參與反應的水泥和水的總體積的90%)。另外，水化反應會消耗混凝土毛細管空隙中的水分，使毛細管產生自真空，體內產生負壓從而發生收縮。骨料含量越多、骨料彈性模量越高，自收縮越小。另外，初凝后用水噴灑混凝土表面或保濕保養有助于減少自收縮。

干燥收縮是由于混凝土的水分蒸發，水分向外散溢，混凝土毛細管空隙內產生的內管張力，由于負壓而使混凝土收縮。減少干燥收縮的辦法有:

1)降低單方用水量。2)選用優質干濕變形小的粗骨料。3)選用合適水泥。礦渣水泥混凝土的干燥收縮大，粉煤灰水泥混凝土的干縮率較低。4)添加膨脹劑、減縮劑。5)覆蓋濕養護。

干燥收縮與自收縮同時存在，但是有區別。自收縮是由于混凝土中水泥繼續水化，消耗了毛細管空隙中水分，有新物質生成。干燥收縮過程中，混凝土內水分向外溢散，混凝土毛細孔中凝膠水的散失而造成，沒有新物質生成。沉降與塑性收縮也是同時進行的，剛澆筑的混凝土由于泌水而產生沉降，上浮于表面的水分蒸發而產生塑性收縮。沉降與塑性收縮過程中，收縮受到硬骨料的限制，可能在混凝土內部不同材料(預埋線管)結合界面薄弱處發生結合破壞，形成許多隨機分布的微裂縫。避免或減少塑性收縮、自收縮簡單有效的方法就是加強混凝土保養和二次振搗。

此外，還有溫差原因產生的收縮裂縫。溫度裂縫一般發生在混凝土水化熱溫度上升結束后，混凝土開始降溫時(這過程還有季節因素)——類似熱脹冷縮的道理。減低水泥用量，控制水化熱釋放量，控制混凝土早期溫度，均可以控制溫度裂縫發展程度。溫度應力會在房屋的長度方向和高度方向產生重大影響，如果樓板變形受到豎向剛度大的構件約束(如剪力墻、大柱、大梁等)，就有拉應力產生，嚴重的會導致樓板出現裂縫。這種溫度應力在建筑的底部和頂部數層尤其明顯，基礎埋在地下，溫度影響小，底部數層建筑溫度變形就會受到基礎的約束，樓板內產生拉應力導致出現裂縫，在頂部由于太陽直接照射，溫度變化劇烈，屋頂受到下面樓層約束而產生拉應力導致樓板出現裂縫。

還有一類是超載原因造成的裂縫(如設計不足、施工荷載、使用荷載超過承載力等原因造成)。施工荷載大于設計使用荷載時有發生，如施工中，鋼筋、模板、鋼管堆放都會使樓板局部產生較大荷載，最嚴重的是施工產生的沖擊荷載對樓板的作用。樓板上提早搭設承重架，拆模過早減少支撐承重體系，都可能導致樓板變形加大而開裂。

微裂縫產生初期不是很明顯，肉眼查覺不到，但是隱患已經留下，這些早期細裂縫的存在會使細裂縫處板混凝土參與抗拉截面積大大減少。隨著時間推移，收縮變化，熱脹冷縮，前期隨機產生的細微的裂縫得到發展，多處貫通擴大，最終發展成為我們看得見的裂縫。

我們再看看板筋對混凝土收縮的影響。根據胡克定律:

即在彈性范圍，變形小抵抗力就小，變形大抵抗力就大。由于混凝土對鋼筋的握裹作用、機械咬合，在混凝土拉裂前，鋼筋和混凝土變形一致(即兩者ΔL/L一樣)，鋼筋的彈性模量E是混凝土的10倍左右，鋼筋截面積A只占混凝土截面積的1%～2%(板的配筋率小于1%～2%)，通過簡單計算可以得出，在抵抗混凝土樓板收縮過程中，鋼筋做出的貢獻不超過20%，鋼筋并沒有充分發揮受拉特性，抵抗混凝土收縮應力，主要靠混凝土自身抵抗混凝土收縮。因此一味增加板筋用量并不能有效防止細裂縫，而且超筋設計不符合設計規范，不經濟。

但是板筋有下述作用:

1)增加配筋可以增加板的剛度減少板的變形，間接減少變形引起的細裂縫;

2)減少細裂縫延伸，許多表層細裂縫遇到鋼筋會斷開停止向前、向內伸展，所以在相同配筋率條件下，細、密布筋抗裂效果較好。但是采用預應力鋼筋可以有效防止、減少樓板裂縫的發生。

為減少樓板裂縫，結合實踐，采取以下措施比較實用有效:

1)現在混凝土一般都采用商品混凝土，因商業利潤、行業競爭，導致商品混凝土配比往往不是最優的，還有混凝土泵送機械的原因，往往商品混凝土水灰比大，流動性坍落度大，骨料粒徑小。我建議有經驗的施工單位簽訂商品混凝土供應合同時明確配合

比，粉煤灰摻量品質，坍落度數值，外加劑的種類摻量，特別是水灰比數值。采用自拌混凝土的話，在同條件下，選用吸水率小、粒徑大的石子，選用級配好的中粗砂，盡量減少水泥用量，做好實驗配合比，嚴格按施工配合比施工。自拌混凝土相對商品混凝土后期收縮都偏小——混凝土質量很大程度決定了產生裂縫的幾率。就本人工作經歷來說，早期混凝土自拌較多，樓板裂縫現象就沒有現在普遍。

2)加強混凝土振搗工藝控制，以混凝土翻漿、不冒氣泡、不下沉為準，特別是做好混凝土二次振搗，板用平板振動器振動，初凝前對表面反復抹壓，避免夏季高溫午時澆搗混凝土。

3)計算好模板支撐體系承載力，嚴格按方案操作。根據混凝土齡期、強度安排承重體系、模板拆除時間，減少由于模板變形而導致混凝土硬化前后的變形而產生裂縫。

4)施工中嚴格控制鋼筋的空間位置，保護層厚度，避免踩踏導致鋼筋變形、截面有效高度ha值減少而削弱板的承載力，導致發生裂縫。

5)房屋在空置期間，適當開窗(但不能形成穿堂風)保持室內空氣一定濕度，這也有利于減少樓板裂縫的發生發展。

6)避免施工荷載集中堆放，避免對混凝土樓板形成沖擊荷載。

7)注意混凝土早期養護，不能凍傷，不能暴曬，被風干，保持濕潤——特別是混凝土早期。

8)可以在結構設計上采取些措施，比如設置預應力鋼筋，給混凝土提前施加壓應力，設計中控制混凝土樓板的剛度減少現澆板擾度(即控制允許變形值)，設置暗分割縫，控制裂縫發生的位置。

9)板面板筋未連通且有樓板管線預埋處，沿管線增加800 mm～1 000 mm寬鋼筋網片，可以阻斷細裂縫的發展延伸。

10)人的因素是最大的因素。由于房產及其他基建項目大面積的建設，導致建筑工人資源緊張，并且從業人員對待工作的態度沒有他們的前輩認真敬業，客觀上給施工管理增加了難度。混凝土施工看上去基本沒有什么高科技，但是混凝土施工存在很多工藝要求、施工技巧，控制不好往往就會產生施工問題或質量缺陷。

板裂縫最終發生是多種誘因共同作用的結果，既有混凝土材料本身特性的原因又有施工技術原因，作為工程管理人員，要重視施工誘因，特別是對施工班組的控制，控制好各個施工質量環節，盡最大努力減少樓板裂縫發生的幾率。

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［3］馮乃謙，顧晴霞，郝挺宇.混凝土結構的裂縫與對策［M］.北京:機械工業出版社，2008:1-132.

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