現澆樓板早期裂縫成因分析及修補加固

1.寶雞市方震施工圖技術服務中心 寶雞721000；2.寶雞市建筑設計院 寶雞 721000；

3.西安建筑科技大學土木學院 西安 710055

摘要：近年來，現澆混凝土樓板因混凝土的收縮過大而出現早期裂縫，不但影響樓板外觀質量，而且對樓板整體性、剛度及耐久性有很大影響。首先結合目前現澆混凝土樓板的材料、施工過程及設計等階段，全面分析現澆樓板裂縫產生的原因，對比研究各階段控制裂縫的有效方法；其次，針對實際工程產生裂縫的原因和開展程度，研究修補所要采取適當的修補加固方法，從而恢復樓板因裂縫受損的機能及其耐久性。

關鍵詞：現澆樓板，早期裂縫，整體性，耐久性，修補加固

緒述

混凝土是由水泥、摻合料、外加劑與水配制的膠結材漿體將分散的砂石經攪拌粘結在一起的工程材料，是一種多元、多相、非勻質水泥基復合材料。在混凝土凝固過程中，水泥水化過程中會放出大量的熱量，混凝土因內外溫差和各種組成成分的某些性質不同而發生不均勻變形，混凝土彈性模量較高而抗拉強度較低[1]，且混凝土內均摻有粉煤灰而使得其早期強度偏低，在受約束條件下只要發生少許收縮，產生的拉應力往往會高于該齡期混凝土的抗拉強度，導致混凝土開裂。混凝土在澆筑成型后，混凝土骨料對漿體收縮的約束，使混凝土內部從一開始就產生了微裂縫[2]，在環境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫逐漸擴展而有可能發展為肉眼可見的宏觀裂縫。

近年來，隨著城市建設規模的迅猛發展和住宅商品化的不斷深入，泵送混凝土及商品混凝土的應用日益普及，現澆混凝土樓板的裂縫問題成了建筑工程質量的熱點問題，引起了諸多業主和用戶的不滿和投訴。裂縫的產生不僅影響外觀質量，而且會影響了結構的適用性和耐久性，更嚴重者直接威脅到人民的生命財產安全。因此，本文從混凝土材料和混凝土生產過程及樓板的設計著手，重點分析研究現澆樓板裂縫產生的主要原因及其影響因素，在此基礎上，對比研究混凝土樓板的裂縫的修補加固措施。

一、早期裂縫成因分析

從大量的樓板裂縫檢測中發現，現澆混凝土樓板產生早期裂縫的原因是多方面的，有材料因素、施工因素、設計因素等，不能將產生裂縫的原因簡單的歸結為某個單一因素，而是多個因素耦合所引起的。混凝土早期收縮形成微裂縫，在多種因素作用下，裂縫相互貫通且迅速增大，最終出現宏觀可見甚至上下貫通裂縫，嚴重者引起滲漏現象。

1、材料因素及其作用

1.1混凝土用水量

混凝土用水量與混凝土的收縮直接有關，在混凝土強度相同的條件下，用水量越大、水泥用量也越多，收縮則越大。

現澆樓板廣泛采用商品混凝土，商品混凝土的生產是以控制混凝土強度等級和坍落度為主。為滿足泵送混凝土的要求，坍落度控制指標較大，多控制在120～200mm，呈流態[3]?；炷疗毡椴捎酶哂盟?、高水泥含量、高砂率的配合比，這種泵送流態混凝土的收縮變形值比過去流動性混凝土（坍落度30～80mm）和低流態混凝土（坍落度10～30mm）增加了一倍以上。

1.2水泥

混凝土拌合物中水泥的化學收縮與其品種、標號、細度有關，更與其用量的多少有直接關系。隨水泥用量增多，細度、標號增大，混凝土在硬化過程中的收縮值隨之增加。在混凝土的使用過程中，人們片面追求混凝土的高強，導致水泥用量增加，標號提高；并且為了節約，在水泥中摻加了一定比例的粉煤灰，并且在混凝土配置時又添加了較大比例的粉煤灰，從而使得水泥細度增加。這不僅使得混凝土拌合物在硬化過程中經歷水泥的化學收縮，也會造成塑性收縮、碳化收縮、干燥收縮的增大，并且由于粉煤灰的存在使得混凝土早期強度降低，隨著混凝土收縮的發展，混凝土內部應力也隨之增大，當拉應力大于混凝土該齡期本身的抗拉強度時，混凝土將開裂。

水泥材料的材性，對混凝土早期裂縫的形成也有影響。現代混凝土工程中，一般都采用新法燒制的水泥。這種水泥溫度較高、比表面積大、早期水化迅速，水泥進入攪拌機的溫度有時超過90℃，這使得實際結構的混凝土強度發展速率與實驗室涼下來的水泥做試驗時的發展速率差異甚大，再加上使用保水性較好的萘系減水劑，使得采用這種水泥的混凝土形成水化快、水化熱發展集中、拌合物保水性強，泌水性小。于是混凝上表面水分的蒸發速度大于泌水速度，導致表面水分得不到補充，導致混凝土表面，早在實行表面覆蓋、噴水養護之前就產生表面裂縫，隨著養護不到位，甚至造成樓板的貫穿性裂縫，一經拆模，裂縫盡覽無疑。

1.3集料質量

混凝土中集料約占單方混凝土體積的60～70%，雖然集料在混凝土中收縮較小，但集料質量對混凝土的收縮影響較大。通過試驗和分析可知，提高集料質量可減小混凝土中水泥膠體總量。

集料的含泥量對混凝土收縮和力學性能都具有顯著的影響。從試驗數據來看，集料的含泥量似乎對混凝土28天抗壓強度的影響不大，但往往導致混凝土坍落度不夠或損失過大[4]，有些技術人員因沒有增減外加劑的可靠數據，會采用增加水泥漿量的方法來調節坍落度，隨著水泥用量的增加，混凝土收縮加大，產生裂縫的可能性增大。

合理選用粗集料的粒徑和顆粒級配，可以降低粗集料的孔隙率，減少砂漿的數量，可以降低砂率，這些對混凝土的干縮有很強的抑制作用。當前攪拌站從采石場進的石子，大部分都是經過篩分的，盡管顆粒形態不錯，但石子顆粒趨于單一，缺乏較細的顆粒，因此級配不甚理想，骨料不能構成最緊密的骨架，這樣混凝土需要很多的細集料和水泥膠體填充，所以水泥用量和用水量也較大，從而使得混凝土的收縮相應增大。

1.4外加劑

目前，外加劑已成為商品混凝土的必要組成部分，外加劑對混凝土施工性能和收縮有雙重影響。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時摻加粉煤灰的雙摻技術一般不會增大干燥收縮，對于摻有緩凝成分的減水劑，能抑制水泥初期水化作用，使溫升速度緩慢，減少初期水化溫升的集中，抑制溫度應力和裂縫，但摻有早強和緩凝成分的減水劑，如果不根據溫度變化和施工現場的區別對摻量做相應變更而摻加過量，會明顯增大混凝土的收縮。在施工中摻有膨脹劑，可以抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮應力，但是使用混凝上膨脹劑，一定要嚴格控制摻量和保證混凝上有足夠強度和濕度，否則會因混凝土干縮變形過大而開裂。因此根據具體條件科學使用外加劑，才能有效抑制裂縫的產生。

1.5摻合料

礦物摻合料已成為配置高性能混凝土不可缺少的組成部分，對改善混凝土的強度及抗凍、抗滲、耐腐蝕性具有重要意義，但對改善混凝土的收縮性能沒有顯著效果，一旦使用不當，很容易造成現澆樓板開裂?；炷羶葥饺霌胶狭虾螅缙谒磻俣容^慢，早期強度較低，且摻合料比重較水泥小，在澆筑振搗時容易上浮于混凝土的上表面，干燥過程中隨著水分的蒸發，混凝土產生塑性收縮，由此在混凝土內部產生張拉應力，加上養護不當，導致產生混凝土表面裂縫。而且，礦渣微粉的細度較水泥細，比表面積較大，硬化過程中增加了混凝土中毛細孔的數量，如果二次水化不充分會增加泌水，促使毛細孔的相互貫通。

2、施工因素的影響

近幾年混凝土拌合物，特別是商品混凝土，坍落度值越來越大，粘聚性能差，易離析泌水。漏振不能將拌合物中的空氣完全排出，影響密實度；過振將使水泥漿、砂漿、粗骨料上下分層，各層將出現不同量收縮，其收縮值比例約為3：2：1[5]，這樣混凝土表面的水泥漿在下層砂漿和石子的約束下，極易出現收縮裂縫。

混凝土成型后雖然經過了第一次抹壓找平，混凝土在自重作用下仍然自然下沉，混凝土拌合物受到鋼筋的阻滯，同時自重會迫使混凝土中的氣體向外排出，在混凝土初凝前下沉會一直持續，造成初凝時混凝土表面凹凸不平，甚至出現塑性收縮裂縫?；炷帘砻娴牟幻軐嵑退苄允湛s變形的出現，加速了混凝土表面的失水速度，這樣會使混凝土表面的塑性收縮變形進一步加劇，特別是大風和高溫的天氣環境下，此情況更容易出現。

泵送混凝土因其所含的水分較多，若環境溫度高、風速大而且干燥，水分揮發迅速，混凝土的泌水和毛細管提升水的綜合作用還低于水的揮發作用時，使混凝土板上表層脫水速度遠大于混凝上內層提供水的速度，造成了混凝土面層體積收縮大，若此時混凝土不及時保濕養護，則在混凝上表面產生塑性收縮裂縫，即便是后期再澆水養護已起不到任何作用。并且，目前施工過程中片面的追求施工速度，混凝土養護時間不夠而齡期強度較低，施工隊伍完全不顧混凝土的齡期強度，任意踩踏、支模和加載，這些都容易導致混凝土的不均勻沉降或受震動而使裂縫開展程度加劇。