钢筋混凝土板裂缝成因与预防措施分析.pdf

安徽建筑 2 0 1 1年第 5期( 总 1 8 0期 ) 钢筋混凝土板裂缝成因与预防措施分析 Study on the Couses and Pr evention M easur es of Rei nforced Concr ete Sl ab Cr acks 王 敏 ( 安 徽阜阳房 地产股份有限 公司， 安徽 g -IH 2 3 6 0 0 0 ) 摘要 ： 混凝土板中的裂缝成为当前建筑存在的质量通病， 针对这一问题， 分析了裂缝的成因， 介绍了预防裂缝产生的措施及变形裂缝的补治方 法 ， 以避免有 害裂缝产生 ， 保证建筑施 Z - 质量 ， 满足极 限状 态要 求。 关键词： 混凝土裂缝； 早强剂； 变形裂缝； 预防措施 中图分 类号 ： T U 7 5 5 7 文献标识 码： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 9 3 0 2 0 前言 现浇混凝土板中的裂缝成为当前建筑存在的质量通病 ， 引 起了诸多业主和用户的不满和投诉。 尽管这些裂缝不会对结构 产生影响， 但会影响建筑物的美观和使用功能， 影响人们的心 理。因此 ， 有必要对裂缝进行有效控制 ， 避免有害裂缝 的产生 ， 从而保证建筑施工质量， 满足正常使用极限状态要求。 按 国际近代结构极 限状态设计 原则 ， 建筑结构设计必须 满 足两种极 限状态 ：第 一种 为承载能力极 限状态 f U l t i ma t e L i mi t S t a t e s ) ， 即结构不 因荷载产生破坏失稳 的极 限状态 ， 该原则 已经 得到足够的重视并在设计中严格执行； 第二种为正常使用极限 状态( S e r v i c e a b i l i t y L i mi t S t a t e s ) ， 即结构不产 生超过正 常使用 状 态的变形、 开裂、 振动及耐久性等影响使用功能的极限状态， 该 类极限状态被人们忽视。 结构裂缝是影响正常使用状态的主要 因素， 裂缝产生的原因主要是结构变形， 如温度变形 、 徐变、 地 基不均匀沉降等诸多因素 ， 由变形作用引起 的裂缝 占全部裂缝 的 8 0 以上 ， 其 中温度变形裂缝 占有相 当大的 比重。 1 裂缝特点和种类 钢筋混凝土楼板上产生 的裂缝 ， 根据裂缝 出现 的部位和形 态 ， 主要分 为以下几种类型 ： 穿线管位置裂缝由于在预埋线管处构件截面削弱和产 生应力集中， 该类裂缝沿穿线管布设位置产生， 以斜裂缝居多； 房屋外墙房间转角裂缝主要分布在房间四角， 与墙体夹 角 为 4 5 。 ，且基本 上贯通楼 板 ，裂缝 中心位 置大多在距板跨 ( 短跨 ) 1 4以外的地方 ； 横 向钢筋 裂缝 数量较少 ， 基本 出现在板 中部 位置 ， 横 向 贯通整个房间甚 至整个宽度 。 2 裂缝产 生的原 因【 2 1变形裂缝 2 1 1 干缩变形裂缝 混凝土硬化后 ， 在较为 干燥 的环境下 ， 混凝土 内部 的水分 不断向外散失 、 蒸发 ， 混凝土表面收缩 ， 引起混凝土 由外 向内的 干缩变形裂缝 。 当采用商品混凝土为了满 足流 动性好 的泵送条 件 ， 混凝 土具有三 大- 4 XI I ： 水泥用量大 、 水 用量大 、 砂子用量 大、 石子用量小) 的特点， 使混凝土粗骨料相对少、 砂浆多 、 水灰 比大 。 当混凝 土结硬脱水时 ， 易产生表面裂缝 ， 此类裂缝一般无 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 7 - 3 0 作者简 介 ： 王敏( 1 9 8 2 一) ， 女 ， 安徽 阜 阳人 ， 毕 业于安徽理 工大学 ， 助 理 工程 师 。 规则 ， 裂缝细而密 ， 数量较 多。 2 1 2冷缩变形裂缝 水泥水化时产生热量， 使混凝土内部温度高， 外部低。 当混 凝 土的内外温差超过一定数 值时 ，随着 混凝土 内部 温度的降 低 ， 引起混凝土体积的收缩 ， 由于混凝土硬化初期的抗拉能力 极低 ， 抵抗不住温差产生 的拉应力而形成裂缝 。 2 _ 2初凝受扰 动产 生的裂缝 混凝 土初凝后 ， 丧 失流动性 ， 其各项 强度指标均 未达到设 计要求。当受到外界的扰动后， 就会出现裂缝 ， 扰动裂缝出现 后， 就不可能恢复了。 混凝土受扰动的原因有： 搬运材料时对 混凝土的撞击； 对混凝土产生的振动； 模板刚度不足， 变形 过 大。 2 3负弯矩裂缝 施工时由于对负弯矩筋踩压， 使负弯矩筋位置发生变化或 产生变形， 造成负弯矩筋承载力不足， 保护层加厚 ， 导致混凝土 构件上部产生裂缝。 2 4混凝土碳化产 生的变形裂缝 混凝 土碳 化是水泥石 中氢氧化钙 与空气 中的二 氧化碳在 温度适宜时产生的化学反应 ， 反应后生成碳酸钙 ， 放出结合水 使混凝土收缩变形产生裂缝 。 3 裂缝预 防措施 3 1设计 中采取适 当的构造措施 对于设计人员来说 ， 应合理选择结构形式， 降低结构约束 程度 ， 对水平构件 梁 、 板 、 墙等采 用中低 强度级别混凝 土 ， 加强 构造配筋 ， 如板顶部的受压区连续配筋 ， 板的阳角及阴角配置 放射筋 ， 梁腰筋间距 2 0 0 mm， 对于地下钢筋混凝土 ， 选筋时尽可 能选用直径较小 、 间距较密的钢筋 。 3 2加 强商品混凝土的质量 由于商品混凝土具有“ 三大一小” 的特点4 1 ， 商品混凝土的 高流态， 大坍落度， 使商品混凝土的早期塑性收缩变形过大， 使 产生裂缝的可能性增大 。因此 ， 由商品混凝土厂 家严 格控制混 凝土原材料的质量和技术标准， 选用低水化热的水泥 ， 优选掺 合料 ， 粗细骨料含 泥量尽量减少 ， 细致分析混凝 土集料 的配合 比， 控制水灰 比， 减小坍落度 。应 根据实践工程 不同部位 和性 质 ， 提出对混凝土 明确 的质量要求 ， 同时在施工 现场应逐 车严 格控制好商品混凝土的坍落度日 。 3 3优化混凝土配比 加入适量掺合料或外加剂， 以改善混凝土的特性 ， 从而降 低水化热。 3 3 1 采用粉煤灰代替部 分水泥 试验证 明 ， 在混凝土 中掺入一定量 的粉煤灰 ， 使其替代部 分水泥 ， 不仅可 以降低 水化热 ， 而且能起到 改善混凝土 和易性 重 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 圈 2 0 1 1年第 5期 ( 总 1 8 0期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 的效能 ， 且掺加粉煤灰后 ， 混凝 土的后期 强度 与基准混凝土相 等或略高 ， 在施 工中选择 I、 级粉煤灰 ， 通常取代水泥的比率 不超过 1 0 。 3 3 2掺 加 减水 剂 由于减水剂对水泥粒子具有分散作用 ， 能增大水泥浆 的流 动性 ， 混凝土中加入 减水剂 ， 在保持混凝 土流动性 及水灰 比不 变 的条件下 ， 可以减少水 泥及 水的用量 ， 从而控制 混凝土的水 热化。 3 3 3尽量少用早强剂 为赶工期 ， 使用早强 R型水泥和过量采用早强或超早强外 加剂 ， 会加速冷缩变形裂缝的形成。因为早强的 R型水泥和超 早强剂结合在一起 ， 造成水泥加速水化 ， 短时 间内形成极 高的 水化热， 使混凝土内外产生较大的温差， 产生冷缩变形裂缝。 3 4加强养护 ， 防止扰动 混凝土后期强度 的形成 和混凝 土后期裂缝叠加值 的大 小 与混凝土前期的精心养护极为有关。在实际工程中， 有时为赶 工期， 往往缺乏较充分和较足够的浇水养护时间， 加之后续工 作要进行测量、 定位、 弹线和运送材料 ， 对混凝土产生扰动， 导 致混凝土产生裂缝 ，施工 中必须坚持覆盖麻袋或草袋进行 7 d 左右的保湿养护。通过延长养护时间， 可以使混凝土表面蓄存 一 定的水分，这样可以延缓混凝土内部水化热的降温速度， 从 而缩小混凝土中心和表面的温度差值。模板的支撑要牢固， 输 送管支架不得支撑在模板上， 消除对模板的扰动。 因此， 混凝土 的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要， 特别是 早期的精心养护可以减少或避免产生收缩裂缝。 3 5加强对负弯矩筋的保护 楼板施工时， 上层负弯矩筋的保护一直是施工中容易被忽 视的问题。 由于管线的暗敷， 人员的踩踏等， 都可能造成负弯矩 筋的变形松动和位移 ，从而导致 负弯矩筋 的保护厚度加大 ， 承 载力降低 ， 出现裂缝。因此 ， 在施工现场应加强教育和管理 ， 使 施工人员充分认识和理解负弯矩筋的正确位置对结构的重要 性。 安排钢筋工在混凝土浇筑前和浇筑中对有问题的负弯矩筋 及 时整 修 。 4 变形裂缝补治 + - 卜 一 - 卜 一 + _ 一 卜 一 卜 - - + - 一 - + 一 - ( 上接第 1 6 1页) 苣 皇 皿 删 好 瞍 刊 对于现浇混凝土板 的变形裂缝 ， 应灌缝修 补 、 封缝 。在补 缝 、 封缝 的过程 中， 要 注意在 于湿循 环和冷热循环 的反复作用 下 ， 变形裂 缝有 “ 出现稳 定再 出现再稳 定 ” 的特 点 。 对于一般混凝土楼板表面 的龟裂 ，可先将裂缝清洗干净 ， 待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。 施工 中若在终凝 前发现龟裂时， 可抹压一边处理。 其他一般裂缝处理， 其施工顺 序为 ： 清洗板 缝后用 1： 2或 1： 1 水泥砂浆抹缝 ， 压平养护 。 当 裂缝较大时 ， 应沿裂缝 凿八 字形凹槽 ， 冲洗 干净后 ， 用 1： 2水 泥砂浆抹平 ， 也可 以采用环氧胶泥嵌补 。 由于混凝 土质量问题 、 板厚度不够或板截面受削弱较大， 以及钢筋位置偏差等原因产 生的裂缝应视为结构承载力不足的表现 ， 应对楼板进行静载实 验， 检验其结构安全性， 会同有关部门进行分析， 一般可采用胶 粘扁钢或钢板 ， 板缝用灌缝胶高压灌胶等措施补强。 5 结语 通过综合分析可知 ， 选用早强材料过分追求混凝土早强和 商 品混凝土 “ 三大 一小” 的特点 ， 是加 大混凝土收缩 变形 的内 因，而养护条件和施工中的人为因素是混凝土收缩变形的外 因。 混凝土收缩是一种 自然现象 ， 对普通混凝土而言 ， 通过采取 适 当的预控措施 ， 可 以达到防止产生过长或过大 的收缩裂缝 的 目的。因此 ， 只要能认真地掌握和改善混凝土变形裂缝的内外 因条件， 混凝土楼板的变形裂缝就可以得到有效的控制。 参考文献 1 康立中， 金延， 薛启龙- 、? 戋 谈现浇混凝土楼板变形裂缝的成因和防 治 J 】 混凝土，2 0 0 3 ( 5 ) 2 黄庆辉 现浇板裂缝 的分析 、 防治和处理 J 】 混凝土，2 0 0 3 ( 6 ) 3 吴焕德 大体积混凝 土温度裂缝预 防， 现代结构工程技术 开发应 用与展望 MI 北京： 中国水利水 电出版社， 1 9 9 8 4 徐 伟， 等 商品混凝土材料性能对混凝土早期 裂缝的影响分析 J 】 建筑施工， 2 0 0 1 ( 5 ) 5 王铁梦 工程结构裂缝控制 M】 北京 ： 中国建筑工业出版社， 1 9 9 7 6 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 s 北京： 中国 建筑工业 出版社，2 0 0 2 时间( d ) 0 3 0 6 O 9 0 1 2 0 1 5 0 l 8 O 21 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 3 3 0 3 6 0 图 7( 三排井点降水 ) 分层沉降量与时间关 系曲线 压速度宜控制在 1 5 k m h 1 7 k m h 。 5工后 沉 降 观 测 采用不 同的地基处理方式 、不 同的边坡防护方式 和 不同的顶封层材 ， 并考虑路基填高接 近， 选取了三段试验 路基 ， 长度均为 l O 0 m， 具体见表 2 所列 。 测试内容为路堤地基的沉降、 路堤分层沉降。观测频率见表 3 。 图 5图 7为各层沉降量随时间变化关系 曲线 。 通过对路分层沉降主要得到 以下的结论 ： 路堤变形观测结果表明， 细砂路堤自身变形较小， 且在施工结 束后发展趋于稳定 ， 应用效果 良好 ； 三段试验段路基工后沉降超过 6 个月 ，其沉降速率呈递减之 势， 在第五至第六个月时即趋于稳定； 就目前的沉降等观测数据分析， 路堤应当是稳定的， 沉降变形 值也在可控范围之内。 6结论 试验段路基各填层的压实度指标经检测能满足路基规范要 求。 试验段细砂路堤的稳定性满足设计要求。 通过试验段工艺试验的研究，基本掌握了填砂路基的施工工 艺流程 、 控制参数及施工控制要点 。施工过程中 ， 针对填料含水量控 制 、 碾压等关键环节摸索 了一些有效措施 ， 能够确保路基施工质量 。 蚕