現(xiàn)澆鋼筋混凝土板開裂原因分析預(yù)防與加固措施

王佐

（廣深鐵路股份有限公司廣州房建公寓段）

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板開裂原因分析預(yù)防與加固措施

王佐

（廣深鐵路股份有限公司廣州房建公寓段）

分析現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的主要原因，提出裂縫預(yù)防控制措施，介紹裂縫修補及加固的常用方法。為了對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫有一個清楚的認(rèn)識，有必要對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并對裂縫的預(yù)防措施進(jìn)行一些探討。

現(xiàn)澆混凝土板裂縫；預(yù)防；修補；加固

言引

近年來，建筑行業(yè)存在一個普遍的質(zhì)量問題就是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板裂縫。例如某社區(qū)，在完成建筑施工后，居民在進(jìn)行裝修時發(fā)現(xiàn)不同形狀的裂縫，有板四角的45°斜裂縫。有穿過板中部的直裂縫，也有不規(guī)則的細(xì)縫。出現(xiàn)的這些細(xì)縫，對住房者造成了很大的心理陰影，因為有些居民不了解建筑行業(yè)的相關(guān)知識，所以會產(chǎn)生對現(xiàn)澆鋼筋混凝板的裂縫害怕。與此同時，因為國家對房改的政策實施，住戶會用自己半輩子的積蓄用來買房，自然希望房子沒有任何瑕疵，所以就引起了很多的投訴和民事訴訟。

1　現(xiàn)澆混凝土板裂縫的特征和性質(zhì)

現(xiàn)澆混凝土板裂縫出現(xiàn)的位置、形態(tài)大約有四種情況：①在房屋四角的房間，裂縫在板角部，與板邊緣約成45°，斜向發(fā)展。②穿過板中部，近似直線發(fā)展。③沿板邊緣，近似直線發(fā)展。④不規(guī)則裂縫。

很多的裂縫呈現(xiàn)斷裂狀，上下貫通，即從板面和板底均可看見裂縫。一般的裂縫寬度在0.01～0.35mm之間，上寬下窄，與結(jié)構(gòu)受力裂縫的形式不同。同時裂縫的寬度隨著環(huán)境的溫度與濕度進(jìn)行變化。比如有些裂縫在夏天不易發(fā)現(xiàn)，冬天裂縫的寬度會隨氣溫的降低而上升；部分的裂縫會濕度很大的陰雨天幾乎找不到，但在天氣較好時，環(huán)境的濕度低，裂縫又顯而易見了。

從對混凝土板呈現(xiàn)裂縫的形態(tài)、位置分析，原因主要是：環(huán)境濕度影響、埋線管削弱板截面與混凝土收縮、施工季節(jié)或施工養(yǎng)護(hù)不合理加大混凝土收縮造成。在結(jié)構(gòu)上說，影響不到結(jié)構(gòu)安全與結(jié)構(gòu)承載力，但卻對結(jié)構(gòu)的使用功能與耐久性、美觀有影響，是應(yīng)給予處理的。

2　現(xiàn)澆板開裂原因分析

產(chǎn)生混凝土收縮裂縫的原理是：水泥在水化過程中會生成水熱化，因為結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表面升降溫的速度不一樣，混凝土收縮變形就不一樣，當(dāng)混凝土的收縮變形遭到約束時，如鋼筋的約束，可能會生成很大的收縮盈利，在收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，就會造成混凝土裂縫。導(dǎo)致混凝土板開裂收縮與材料、設(shè)計、施工、環(huán)境等幾個方面的因素有關(guān)。

2.1材料原因

2.1.1混凝土配比不合理

因混凝土配合比不合理，導(dǎo)致混凝土離析、分層，尤其是梁板結(jié)構(gòu)的板，因為混凝土的離析，會出現(xiàn)上部的富水泥漿層，收縮較大，造成板面裂縫。

目前普遍使用的商品混凝土，為保障商品混凝土的流動特性，塌落度比較大（一般在12～20cm之間），因此其水灰比較大，一般在0.4～0.6之間。由于混凝土與水化反應(yīng)的水容量一般為20～25%，多數(shù)的水是為幫張混凝土和易性的需要，這些水會在蒸發(fā)后在混凝土里生成大量的摩西空加大混凝土收縮。混凝土的收縮增大是因為水灰比的增大。

2.1.2混凝土的強度高、水泥使用量大

混凝土的強度高、水泥使用量大，同樣會加大混凝土收縮的變形。施工時，為了提高混凝土的強度，水泥使用量從過去的300kg/m3增加到了400kg/m3。增加水泥用量，水化熱就高，混凝土的收縮變形也增加。水泥的標(biāo)號越大，越快硬高大，水泥水化是我發(fā)熱量就越高，收縮就會越強。

2.1.3粉狀參合料多，質(zhì)量不好引起裂縫

粉劑摻合料的利用，例摻合粉煤灰、礦渣及硅粉等，就會加大混凝土收縮、粉狀材料的使用量越大，收縮就會大。

2.1.4減少骨料用量與減小粒徑

為確保混凝土的可泵性，施工時一般采用很小的粒徑的粗骨料，或者減少組骨料的使用。粗骨料粒徑的減小與粗骨料用料的減小，導(dǎo)致混凝土面積的穩(wěn)定性下降，增大不穩(wěn)定性，致使混凝土的收縮加大。而泵送混凝土細(xì)骨料含泥量偏高，也會導(dǎo)致混凝土收縮量大，出現(xiàn)裂縫。

2.1.5不合理使用外加劑造成裂縫

現(xiàn)在混凝土中使用外加劑有著很大的影響力度，但是不合理使用外加劑會直接造成混凝土質(zhì)量的問題，而且使用外加劑也會加大混凝土的收縮。一般情況，使用外加劑后混凝土的收縮量大約要增大30～38%。

2.2設(shè)計原因

2.2.1建筑平面

收縮裂縫經(jīng)常收縮在薄弱界面的應(yīng)力集中上，如結(jié)構(gòu)的凹凸處和角部。在建筑設(shè)計時，經(jīng)常注重建筑功能而忽略結(jié)構(gòu)問題。在建筑平面不合理時，結(jié)構(gòu)設(shè)計卻沒有采取加強措施，在凹凸角處容易形成收縮應(yīng)力與溫度應(yīng)力集中，而導(dǎo)致板開裂。

2.2.2樓板配筋

板配筋間距較大，尤其是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋通長設(shè)計，造成在靠近板邊緣處沿負(fù)彎矩鋼筋端部呈現(xiàn)裂縫。但在房屋角部的板角處，因為收縮是雙向的，同時沒有配置足夠的構(gòu)造鋼筋，所以造成45°角斜裂縫。

2.2.3樓板厚度

樓板厚度不足也是引起裂縫的原因之一，鋼筋與混凝土構(gòu)成鋼筋混凝土構(gòu)件的受力，板件較薄，板的剛度一定會減弱，就會增大受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力，板最后開裂。

2.2.4樓板中暗藏PVC管

因為樓板過薄，所以在藏有PVC管線處樓板截面削弱較大，但樓板跨中部位一般僅有一層下部鋼筋，容易呈現(xiàn)順著PVC管線走向的裂縫，如比如我們看見板中部的通長裂縫通常從燈頭處穿過。

2.3施工原因

2.3.1混凝土強度的影響

混凝土強度沒有達(dá)到設(shè)計要求，那么混凝土的抗拉強度下降，從而引起樓板開裂。

另一種情況是施工中混凝土強度提高太多也會產(chǎn)生裂縫。混凝土強度提高一個等級，混凝土的彈性模量隨之提高1倍，而抗拉強度卻只提高0.5倍。混凝土的彈性模量越大，對變形越敏感，收縮變形也越大，因此也更易出現(xiàn)裂縫。

2.3.2配筋和樓板厚度達(dá)不到設(shè)計要求

施工中，因為鋼筋配置不符合要求，鋼筋間距過大與樓板厚度不符合設(shè)計要求，都會造成樓板開裂。嚴(yán)重時，會因施工中私自減少配筋量，就會導(dǎo)致構(gòu)件的安全問題。

2.3.3鋼筋保護(hù)層過大

鋪設(shè)跳板是施工澆注混凝土?xí)r，施工職員在鋼筋上踩踏，導(dǎo)致上層鋼筋的保護(hù)層厚度過大，出現(xiàn)板面開裂。尤其是負(fù)彎矩鋼筋沒有通長設(shè)置時，裂縫經(jīng)常會呈現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部，順板邊緣近似成直線發(fā)展。

2.3.4未采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施

對混凝土澆注之后，未按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，造成板收縮開裂。比如摻加硅回、外加劑或礦渣混凝土等，都必須嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)，才能達(dá)到提高強度并且控制出現(xiàn)或形成收縮裂縫。

3　預(yù)防措施

混凝土收縮開裂是與材料性能有關(guān)的固有特性，要想完全阻止裂縫的開展是不可能的，要從施工、設(shè)計還有材料等方面進(jìn)行改進(jìn)，預(yù)防與釋放收縮變形形成的應(yīng)力集中，用來減小和細(xì)化裂縫。

3.1設(shè)計方面

設(shè)計者應(yīng)該在設(shè)計構(gòu)造上采取合理的措施，加大構(gòu)件抵抗收縮應(yīng)力的能力，如：

（1）合理增加板的厚度；

（2）在一樣的配筋率條件下盡可能減小鋼筋間距，鋼筋間距不宜大于150mm；

（3）利用雙層雙向配筋或在板面無負(fù)筋處設(shè)置雙向鋼筋網(wǎng)；

（4）板角部位位置與對角線平行的角部要加強鋼筋；

（5）利用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板，是防止樓板開裂的最有效的方法之一。

3.2施工方面

施工者應(yīng)充分了解材料變化對混凝土收縮的影響力，采取有效的措施減少收縮。

（1）把握好質(zhì)量問題，杜絕偷工減料；

（2）注重鋼筋綁扎質(zhì)量，并采取措施保障鋼筋的保護(hù)層厚度，在澆注混凝土?xí)r設(shè)置跳鞍，禁止施工者踩踏鋼筋網(wǎng)；

（3）要嚴(yán)格把握混凝土配合比，合理掌握水灰比與粉質(zhì)摻加料的利用；

（4）盡量采用含泥量較少的中沙，以減少混凝土收縮裂縫發(fā)生的可能性；

（5）切實加強養(yǎng)護(hù)措施；

（6）混凝土外摻杜拉纖維是最好的解決方案，它既能增加混凝土強度，同時也能增強混凝土內(nèi)部收縮應(yīng)力，在施工中應(yīng)用極為廣泛，但成本相對較高。

4　裂縫的修補和加固

4.1修補處理

修補的目的是恢復(fù)混凝土樓板因開裂而受損傷的防水性、耐久性、外觀形象等功能。要綜合思考開裂原因、環(huán)境條件、修補范圍、工期、、經(jīng)濟(jì)性、安全性等因素，選擇合理的修補方法。進(jìn)行修補施工時要按說明認(rèn)真計量、攪拌，認(rèn)真對基底處理，選擇合理的注入量。修補完成后應(yīng)采取一定的方法檢查修補的效果。一般條件下修補可分為灌漿、表面處理、填充等處理方法。

4.1.1表面處理

當(dāng)裂縫寬度較小、鋼筋未受銹蝕時一般采用表面處理的方法。可提高現(xiàn)澆板的防水性和耐久性。表面處理所用材料一般可采用彈性涂膜防水材料、聚合物砂漿等。施工時先用鋼絲刷清除混凝土表面附著物，表面打毛，用水沖洗后充分干燥，再將裂縫及周邊部分均勻涂抹，施工后注意成品保護(hù)。

4.1.2灌漿

灌漿是將環(huán)氧樹脂或水泥類材料在一定壓力下注入到裂縫內(nèi)部。為保證處理效果，常采用壓力灌漿，這樣粘結(jié)材料易于滲入裂縫內(nèi)部。灌漿使用的材料以環(huán)氧樹脂為主，施工時應(yīng)注意選擇合適的溫度。我公司管內(nèi)的走馬崗1～9棟住宅廳、房樓板不同程度存在開裂現(xiàn)象，影響視覺美觀及無法沖洗地板，住戶投訴較多，我公司就是用環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補處理的，住戶反映效果良好。

4.1.3填充

填充法適合于修補樓板較寬的裂縫。施工時沿裂縫處鑿開混凝土，在該處充填補充材料。當(dāng)鋼筋已經(jīng)腐蝕時，應(yīng)先將鋼筋除銹并做防銹處理后再做填充。

4.2加固處理

加固處理的目的在于恢復(fù)因裂縫降低的混凝土樓板的的承載力。因涉及到結(jié)構(gòu)安全和使用功能的改變，必須在確認(rèn)安全的基礎(chǔ)上計算承載力，提出合理且詳細(xì)的方案。常用的加固方法有粘結(jié)鋼板法、粘結(jié)碳纖維布法等。

4.2.1粘結(jié)鋼板法

通過將鋼板作為加固補強材料粘貼在混凝土受拉側(cè)表面，使其與結(jié)構(gòu)共同受力，以提高混凝土樓板的承載力。粘結(jié)鋼板法使用的主要材料包括鋼板和結(jié)構(gòu)膠。因為鋼板粘結(jié)在混凝土表面，腐蝕條件下應(yīng)注意防腐問題。結(jié)構(gòu)膠的強度與在各種環(huán)境下的持久性包括鋼板的腐蝕都直接影響著最后的加固效果。

4.2.2粘貼碳纖維布法

粘貼碳纖維布法是利用碳纖維配套樹脂把碳纖維布當(dāng)成加固補強材料粘貼在混凝土表層，共同受力來提高承載力的加固方式。粘貼碳纖維布法和粘貼鋼板法的加固原理基本一樣，但更高強高效、施工方便、具有極好的耐腐蝕性能及耐久性。

5　結(jié)語

通過多次的工程實踐證明，只要措施得當(dāng)，嚴(yán)格管理，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫是能得到有效控制的。經(jīng)過多年的經(jīng)驗積累，我公司在混凝土裂縫修補、加固處理方面取得了預(yù)期的效果。

TU755

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1673-0038（2015）13-0076-03

2015-3-16