保障性住房保溫隔聲樓面細石混凝土面層開裂問題及解決方案

池友法 上海地產住房發展有限公司工程師

保障性住房是政府為住房困難家庭提供的限定標準、限定價格的居住用房，是政府改善人們生活條件的實事工程。各級政府非常關注保障性住房的質量及居住者的感受。開裂問題會嚴重影響房屋觀感，如果地面有裂縫，居住者會對工程質量產生懷疑，并引起投訴、糾紛、索賠等問題。混凝土保護層出現開裂，一直是比較難以克服的質量通病。在工程實踐中，工程建設、設計、施工單位均就開裂問題提出各種解決辦法，雖然產生了一定的效果，但隨著對住房樓地面保溫隔音要求的提出，混凝土地面保護層的開裂問題逐漸凸顯出來。

1 樓面產生裂縫的原因

隨著人們對生活質量要求的不斷提高，住房樓層間的相互影響成為關注點。隔聲方面要求住宅建筑的樓板構件的空氣聲計權隔聲量評價量+頻譜修正量（Rw+C）應大于45 dB，分隔住宅和非居住用途空間的樓板構件空氣聲計權隔聲量評價量+頻譜修正量（Rw+Ctr）應大于51 dB。保溫方面要求住宅分戶樓板的傳熱系數應不大于2.0 w/（m2?k）。根據這些要求，混凝土結構樓板上只做細石混凝土整澆層找平的工程做法已經無法達到保溫、隔聲的目的。市場上普遍采用的解決方案是在混凝土結構樓板上增加輕質多空的保溫隔聲材料，然后在這個基層上再做細石混凝土面層加以保護，以滿足使用要求。市場上使用最多的樓層保溫隔聲材料有納米橡塑保溫隔聲板、擠塑聚苯板、無機保溫砂漿等。由于增加了柔性的保溫隔音層，造成細石混凝土剛性面層容易產生裂縫。

1.1 基層強度裂縫

基層強度裂縫是由于基層材料的抗壓強度較弱，面層產生不均勻沉降，混凝土面層本身的剛度不足以支撐本身的重量，受力后會在表面產生裂縫。在后期使用過程中，混凝土也會產生變化，從而加劇混凝土面層的受力裂縫。

1.2 溫度影響裂縫

溫度裂縫的產生是由于保溫基層和混凝土面層兩種材料在溫度作用下出現熱脹冷縮，會受到兩者之間的相互約束并產生應力，造成一定程度的開裂。

1.3 塑性裂縫

細石混凝土面層澆筑后，表面沒有及時覆蓋，再加上高層建筑的風壓大、風速快，導致混凝土面層表面游離水分蒸發過快，產生急劇的體積收縮，而此時混凝土并未達到一定的強度，不能抵抗收縮變形應力從而產生裂縫。

2 混凝土面層裂縫的治理措施

2.1 原材料的控制

2.1.1 保溫隔聲材料的強度

保溫隔聲材料的抗壓強度是引起混凝土面層沉降錯動的關鍵，納米橡塑保溫隔聲板、擠塑聚苯板、無機保溫砂漿的彈性壓縮模量分別為0.5、7、15500 MPa。研究3種不同彈性模量材料的變形引起上層混凝土產生的沉降情況，取5 m×5 m典型板跨進行分析，在樓板的中心區域1 m2范圍內，施加3 kN/m2的恒荷載作用，混凝土面層放置在保溫隔聲材料之上，保溫隔聲材料作為混凝土面層的持力層，持力層下方為混凝土疊合板。經過計算，納米橡塑保溫隔聲板作為持力層的，混凝土面層受力沉降為2.78 mm；擠塑聚苯板作為持力層的，面層受力沉降為0.26 mm；無機保溫砂漿作為持力層的，面層受力無沉降。

根據計算結果，結構分析得出保溫材料的抗壓強度越大，單位沉降差值越小。為控制上層混凝土保護層沉降導致的裂縫，在設計圖紙上必須對保溫隔聲材料的抗壓強度進行要求。對于有一定的厚度并存在一定的變形空間的擠塑聚苯板之類保溫隔聲材料，在設計時尤應要限定此類材料的抗壓強度。

2.1.2 細石混凝土的配筋及厚度

首先，細石混凝土面層原料中的黏土聚集量應盡可能低，水泥的細度要盡可能低，減少無用的摻合料外加劑，從而減少混凝土面層的開裂因素[1]。其次，增加細石混凝土面層的強度和厚度是控制和減少裂縫的關鍵原因。《建筑地面設計規范》也提出了相關要求，面層厚度應不小于40 mm，其中應在混凝土面層頂面下20 mm處配置直徑為4～8 mm、間距為100～150 mm的雙向鋼筋網；在面層中加入鋼纖維，其彎曲韌度比不應小于0.4，體積率不應當小于0.15%。

2.2 在細石混凝土面層和基層保溫隔音材料間增加隔離層

保溫層和面層之間設置隔離層或浮筑層，二層之間不會相互作用產生應力，讓混凝土面層能自由變形。在保溫隔音樓面上如果采用擠塑聚苯保溫板，應采用帶表皮板材，將光滑的表皮作為隔離層，或者在擠塑聚苯保溫板板與其上部細石混凝土配筋面層間設一層土工布或PE膜。混凝土面層與周邊維護邊圍護體之間也必須做到完全隔離，采用保溫隔聲材料翻邊處理后，再澆筑混凝土面層，如圖1所示。

圖1 細石混凝土面層與周邊及保溫層的隔離

2.3 施工工藝

在細石混凝土保護面層施工過程中分為4個步驟：一是鋪設鋼筋網片，二是細石混凝土澆筑，三是切縫及填縫，四是養護。配鋼筋網片是加強細石混凝土層強度的最有效的措施，對防止產生裂縫具有重要的作用。鋼筋網片也抑制了混凝土的收縮，不僅能夠減小收縮率，還能增加混凝土的拉伸應力，鋼筋網片應接近混凝土面層受拉的上表面。

在施工過程中，鋼筋網片在鋪設完成后，踩踏、澆筑混凝土都會造成鋼筋網片移位及塌陷，導致鋼筋網片不能發揮作用。因此在鋼筋網片下設置支撐是非常重要的，許多施工現場發現鋼筋網片沒有支撐而導致的塌陷情況。混凝土面層的切縫也是控制裂縫產生的有效措施，切縫能有效減少溫度變化對混凝土產生的拉應力，切縫位置應選擇在房間門口等應力集中處（圖2），一般縫寬3～5 mm，縫深10～15 mm。切縫時間應選擇在混凝土達到設計強度的25%以上時，夏天一般在第2天就能切縫，21天后可以用水泥漿填縫，填縫后表觀形成完整的表觀效果[2]。

圖2 應力集中處切縫

3 保溫隔聲地面系統試點方案的實施情況

3.1 試驗方案

上海地產住保公司設計管理部就目前市場上常用的兩種能夠達到樓面保溫隔聲要求的材料與兩種材料保護面層的組合，形成4種保溫隔聲樓面系統方案，并在寶山區顧村大型居住社區BSP0-0104單元0402-03地塊動遷安置房6號樓4樓選取了相鄰4套房的樓地面進行試驗。保溫隔聲樓面系統由8 mm納米橡塑隔聲保溫板和20 mm擠塑聚苯保溫板厚作為基層（圖3），面層分別為40mm厚內配Φ2.5@100雙向鋼筋網片的C25的細石混凝土保護層（圖4）和30厚石膏基自流平砂漿保護層（圖5）。

圖3 保溫隔聲基層

圖4 細石混凝土保護層

圖5 石膏基自流平砂漿保護層

3.2 施工過程

試點方案施工經過一周的準備，于2019年5月28日在預定地點開始分別鋪貼納米橡塑隔聲保溫板與擠塑聚苯保溫板，一天時間基本完成四套房的保溫隔聲層施工。第二天（5月29日）分別澆筑細石混凝土面層與自流平面層，隨后對細石混凝土面層進行灑水養護7天左右。第三天（5月30日）上午發現自流平面層出現開裂現象，經分析追溯，發現是發貨失誤，將薄層自流平材料（水泥基自流平砂漿）當成厚層自流平材料（石膏基自流平砂漿）發到現場。隨后重新更換材料，選用石膏基自流平砂漿材料，同時進行原自流平面層的鏟除工作（5月31日）。面層清除后，發現納米橡塑隔聲保溫板基本完整不需要重鋪，而擠塑聚苯保溫板基本呈碎塊狀，后續進行了重新鋪貼。

6月5日石膏基自流平砂漿材料到現場，按配比加水拌合，當天晚上7：30進行了第一次澆筑（10 mm厚），近兩小時完成。分兩次澆筑的目的是防止漿料流入下層保溫板縫隙，致其浮起來。當天天氣情況：多云，28 ℃，風力3～4級。6月6日上午9：00～11：00，完成第二次自流平澆筑（累計30 mm）。當日天氣情況：多云，28 ℃，風力6～7級。至此，試點方案基本完成施工。

經過一晚上的時間，第一次澆筑的面層硬度已經達到一定強度，面層平整。由于施工現場的風速較大，根據自流平的材料特性，施工時對周圍環境要求較高，第二次自流平澆筑時，對門窗洞口進行了遮擋。至下午1：00左右，第二次澆筑的自流平已凝固可以上人，表面的氣孔依然存在，經分析認為是現場風速較快，帶走大量水分，導致自流平砂漿表層快速凝固，施工產生的氣泡無法消除。6月10日，現場進行氣泡鏟平與填漿工作，經測量，氣泡孔深多為3～5 mm，最深達約9 mm。

相比較而言，石膏基自流平砂漿對施工環境條件較高。從施工工序看，在地坪保護層施工階段，門窗并未安裝、無遮擋是施工不利工況，很難避免氣泡及淺表細裂紋現象。

細石混凝土面層施工后28天左右時（6月26日），對保護層面層進行回彈儀強度測試，基本達到C25設計強度。自流平面層施工后28天左右時（7月4日），施工單位對保護層面層進行了回彈儀強度測試，強度數值均達到20 MPa的預期要求[3]。

3.3 試點方案總結

在北方地區廣泛應用的石膏基自流平保護層材料，在本次試點方案的總體表現暫未達到預期效果，表現為早期強度不夠高、對施工工況條件有一定要求、初期出現一些淺表細裂紋現象等。這些現象的產生是系統因素還是偶然因素所致，有待進一步研究。通過與自流平廠家交流了解到，自流平產品的施工環境要求較高，常用于室內裝修階段，在空間裝修完成前不宜在高濕環境和風速過大環境中施工。

細石混凝土保護層的整體性相對較好，除早期灑水養護稍不到位曾出現一些表面龜裂紋現象外，后續有待考察其防裂表現。納米橡塑隔聲保溫板與擠塑聚苯保溫板的整體表現均可。從材料保護角度分析，納米橡塑隔聲保溫板的韌性相對更好，擠塑聚苯保溫板略偏脆性，在施工中要注意保護成品；從經濟性角度分析，納米橡塑隔聲保溫板加細石混凝土保護面層的綜合價格約為83元/m2，擠塑聚苯保溫板加細石混凝土保護面層的綜合價格約為79元/m2，差別不大；從材料性能分析，兩者保溫性能相當，納米橡塑隔聲保溫板的隔聲性能略低于擠塑聚苯板[4]。

4 結語

綜上所述，對于保障性住房保溫隔聲樓地面細石混凝土面層開裂問題，應從設計、材料、施工著手，業主單位應該把好建設流程中的每道關口，嚴控質量，將面層裂縫問題的出現率降到最低，給居住者提供高質量的居住產品。