A 工地樓板混凝土貫穿鋼筋裂縫的控制

茆達理

（無錫華太混凝土有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

裂縫是混凝土結構常見的現象，也是一個非常復雜的問題。任何時候只要各種應力作用導致混凝土產生的應力形變大于混凝土的抗拉能力，裂縫便會形成。現澆樓板出現沿鋼筋走向的貫穿裂縫，會引起結構滲漏，嚴重影響結構的使用功能和結構的耐久性能，甚至危及結構安全，屬于混凝土結構外觀質量的嚴重缺陷，必須加以預防和控制。

1 項目及裂縫情況簡述

A 工地位于無錫市機場路和漢江路交叉口，主體結構 22 層，裙房 7 層。3～5 層樓板施工時，多次出現大量沿鋼筋走向的貫穿裂縫（見圖 1）。裂縫最初出現于混凝土初凝前。機械收光使其彌合，灑水養護，次日裂縫再次出現。結構 3～5 層施工時間段為 2013 年 3 月至2013 年 5 月，樓面混凝土設計強度等級 C30。

該工程出現的裂縫分布主要有以下幾個特點：（1）裂縫幾乎全部沿鋼筋方向出現。（2）裂縫只出現在雙層鋼筋網處，尤其是邊角鋼筋密積加強區域。單層鋼筋網處則未有裂縫出現。（3）混凝土坍落度小、干澀，出現裂縫的幾率明顯大于稀、軟的混凝土。（4）出現裂縫時常伴有高風速、低濕度氣象條件，而與溫度沒有必然的關聯性。（5）毛氈覆蓋只能減小裂縫寬度，不能杜絕裂縫的出現。

騎縫鉆孔觀察裂縫情況（見圖 2），裂縫主要有三類：（1）存在于板面保護層內的“V”型塑性沉降鋼筋縫；（2）沿鋼筋走向分布、貫穿樓板厚度的“‖”型貫穿干縮裂縫。（3）兩次澆筑接合面處的水平橫向裂縫，位于下層鋼筋網的上方。

2 裂縫原因分析

2.1 混凝土結構分析

圖 1 貫穿裂縫

圖 2 騎縫鉆孔觀察裂縫情況

該工程樓板厚度及鋼筋保護層厚度符合現行標準GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》的要求，具體要求見表 1。

表 1 該工程樓板厚度及鋼筋保護層厚度要求 mm

混凝土原材料質量符合 GB 50164—2011《混凝土質量控制標準》的要求；配合比設計符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》的要求；試塊標準養護強度 R28=38MPa，結構實體 45d 齡期回彈強度推定值33MPa，達到設計要求。

2.2 混凝土原材料技術性能及配合比

2.2.1 原材料

（1）水泥：無錫天山水泥有限公司 P·O42.5 水泥，其化學成分分析見表 1，性能指標見表 2，符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準要求。

表 1 水泥的化學成分分析 %

表 2 水泥性能指標

（2）粉煤灰：興化市大垛鎮兆美建材經營部 F 類粉煤灰，技術性能參數見表 3。符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準中Ⅱ級 F 類粉煤灰的技術要求。

（3）礦粉：無錫新三洲特鋼有限公司 S95 級粉煤灰。技術性能參數見表 4。符合 GB/T 18046—2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》標準中S95 級技術要求。

表 3 粉煤灰性能指標 %

表 4 礦粉性能指標 %

（4）外加劑：泵送劑 BS-2，其技術性能參數見表5。外加劑含固量、密度、pH 值、氯離子、總堿量符合企業標準要求；其余項目符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》標準技術要求。

（5）石：碎石，其篩分分析見表 6，技術性能參數見表 7。符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》中碎石技術要求，5～31.5mm 連續粒級。

表 5 外加劑性能指標

表 6 碎石篩分分析

（6）砂：使用Ⅱ區中砂和特細砂，其技術性能參數見表 8。

（7）水：百興塘河地表水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》中的技術要求。

2.2.2 混凝土配合比及性能

C30 混凝土配合比及性能見表 9。

2.2.3 裂縫形成的主要因素——混凝土泌水，導致體積縮小

泌水可以理解為混凝土中毛細管內的水面下降，毛細管內彎液面的曲率半徑變大，導致表面張力增大，對管壁產生壓力。在持續泌水過程中，混凝土處于不斷增強的壓縮狀態，最終表現為體積收縮變小。泌水是由于混凝土拌合物保水能力不足引起的。泌水最初以一定的速度發生，隨后泌水速度穩定減少，泌水一直持續到水泥漿充分硬化為止。由于水份蒸發作用的存在，有時在混凝土表面不會形成明顯的“積水”現象，特別是低坍落度的混凝土。泌水現象形成的毛細通道，全部空隙均朝相同方向，導致混凝土水平方向和沿澆筑面方向粘結性能均差，抗拉強度低。同時，鋼筋附近混凝土截面有效厚度最小。因而“V”型塑性沉降縫、“‖”型貫穿干縮裂縫從鋼筋附近區域產生。

表 7 碎石性能參數 %

表 8 砂的性能指標 %

表 9 混凝土配合比及性能

2.2.4 裂縫形成的次要因素——振搗不充分

混凝土振搗的目的有兩個：一是使混凝土上下各層之間良好結合，消除混凝土沉降引起的裂縫和泌水，二是使混凝土內摩擦力減小、粗骨料緊密堆積，盡可能獲得最高的密實度，從而提高結構強度。混凝土振搗時必須注意，振動棒插入點的間隔距離以及振搗時間要與混凝土的稠度相適應，確保全面均勻振實。本工程對混凝土工作性能的要求“非常嚴格”，入模坍落度控制 120～140mm，混凝土漏振現象較為突出。主要表現在：（1）混凝土兩次澆筑層結合面處振搗不實，形成水平橫向裂縫。（2）鋼筋附近區域混凝土振搗不充分，混凝土下沉，受到鋼筋阻擋而“折斷”，保護層內形成“V”型塑性沉降鋼筋縫。

3 為防止樓板開裂采取的主要措施及效果

本工程 6～22 層施工中，主要采取以下兩個措施來防止樓板混凝土開裂，取得了預期效果，未再有貫穿鋼筋裂縫現象的出現：（1）調整配合比，增加混凝土體系 0.15mm 以下細粉含量，提高混凝土入模坍落度，改善混凝土保水性能，減小因混凝土泌水導致的收縮；（2）強化機械振搗作用。混凝土振搗工序作業由 2 人增加至 3 人，振搗時密切關注混凝土振搗的密實效果和振搗間距，使混凝土全部充分密實。

調整前后混凝土配合比及其性能對比見表 10。

表 10 調整前后混凝土配合比及性能對比