商品混凝土裂缝的原因分析.doc

论商品混凝土现浇楼板裂缝产生原因及预防措施 近年来，随着城市化建设进程的加速，商品混凝土作为一项新技术已广泛应用于建筑施工等领域，为现场的文明施工带来了便利。但是，大量的施工事例证明，商品混凝土现浇楼板裂缝比较普遍，对结构承载力及房屋的使用功能产生一定的影响。商品混凝土楼板的裂缝问题成为人们关注的焦点之一，特别在工程后期及使用过程中更加明显。如果不及时处理或处理不妥，会缩短建筑物的使用寿命，降低承载力，耐久性，严重者将危机人民的生命安全：同时因裂缝存在，增加了用户与开发商及政府间的矛盾，某种程度上扰乱了社会秩序的稳定。混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌和物，经过一定时间硬化而成的人造石材，是一种非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中有着众多的微孔隙，气穴和微裂缝，所以建筑结构产生裂缝是很普遍的现象，早期在荷载不大的情况下，没有裂缝或这类结构性裂缝非常细微，不易为肉眼所察觉。所以，研究裂缝的形态，分析裂缝产生的原因和裂缝对结构功能的影响并加以控制是一个十分重要的课题。混凝土裂缝有表面裂缝、贯穿裂缝和深层裂缝三种。现就商品混凝土现浇楼板裂缝施工原因及其预防措施做一简述。一、 设计方面建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现楼板裂缝。主要表现为钢筋配制过多或过少引起的裂缝。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或由于计算错误、受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起的应力集中、构造处理不当、现浇主梁在与次梁交接处若没有加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。另一方面，设计人员在进行混凝土受弯构件的配筋计算过程中，通常只是根据承载能力来确定配筋量，而忽略了构件在正常使用阶段其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算，由此而引起结构在荷载作用下产生裂缝。 在结构设计中，合理增加构造配筋。对四周的阳角处楼板配筋进行加强，减少裂缝的出现。二、原材料原因混凝土因材料选用不当产生质量缺陷或裂缝，一般认为是因为混凝土材料变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。材料选用不当的常见因素有水泥过期或品种选用不当，混凝土配合比不合理，水泥、骨料含有过量有害物质，水泥水化热过高，外加剂使用不当等。商品混凝土供应方在保证原材料品质的基础上，只能对混凝土配合比进行调整。为了满足混凝土泵送性能，其水泥用量、水灰比、坍落度等，这就增加了混凝土的用水量与加大混凝土的沉降收缩、塑性收缩；导致混凝土强度耐久性不足，降低了对外界因素的抵抗力。三、从商品混凝土自身角度分析1、商品混凝土是一种由粗、细骨料（砂、石）、水泥、水及其他掺和料和外加剂混合而成的非均质脆性材料，由于混凝土的组成材料，微观构造以及所受外界的影响不同，混凝土裂缝的原因就很多；2、商品混凝土原材料质量方面：不同型号的水泥的含碱量不同，水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应，形成胶状物质，从周围吸水膨胀而产生膨胀裂缝；3、混凝土采用的粗细骨料级配不连续，造成混凝土的坍落度控制不到位，为混凝土裂缝的形成埋下了隐患。4、商品混凝土在上料时，搅拌台上有计量但无控制，质量控制处于失控状态，计量偏差导致水灰比失控，从而造成商品混凝土的收缩不一，形成裂缝。5、混凝土供应方面，由于工程多或未考虑交通等因素，造成混凝土供应不上，前一车入模的混凝土超过了初凝，后一车还没到，时间脱节，形成裂缝。四、现场施工方面防治措施1、切实贯彻执行现行国家、地方、行业规范和标准，施工前认真编制模板工程、钢筋工程、混凝土工程施工方案，做好交底工作。2、现场模板及支撑体系必须有足够的承载力、刚度、稳定性，避免在浇筑过程中因模板支架等移位或扰度过大，影响混凝土内部结构，影响硬化过程。3、严格控制钢筋质量，按设计及规范控制钢筋的绑扎质量及钢筋保护层厚度，特别是控制负弯矩筋的绑扎质量。4、安装的线管预埋，敷设在钢筋混凝土内的线管外径不得超过板厚13，严禁三层及三层以上的管线交错叠放，必要时，在穿线管处增加钢丝网等加强措施。5、混凝土浇筑工程中，严禁私自加水或减水剂来调整塌落度，严格控制楼板的浇筑厚度，较强混凝土的振捣，控制混凝土供应，确保同一施工段的混凝土连续浇筑，防止人为冷缝的产生。6、采取自然养护时，覆盖浇水养护在混凝土浇筑完毕后12h内进行，浇水养护不得少于7d。7、混凝土浇筑完毕后，在未达到1.2Mpa时，严禁上人，未达到设计上料荷载（约10Mpa）时，不得上料，同时材料应分散堆放，不得产生集中荷载，吊运时不得对平台产生冲击力。8、拆模时，应根据同条件试块强度值和规范、标准，严格控制拆模施工，不得早拆，蛮拆。五、施工质量方面（一）混凝土搅拌质量及浇筑质量1、由于混凝土搅拌运输时间长，浇筑速度过慢，振捣不实，施工缝做法不当，模板走动不当等原因形成裂缝可以按照混凝土施工规程严格执行混凝土拌制、运输、浇筑、振捣，施工缝设置和旧混凝土连接，模板制作、拆模以及养护方面的规定来防止。2、对水泥、水、骨料、外加剂、钢筋材料选用不当形成的裂缝，必须用对进场原材料按照国家标准进行严格检查和验收的办法加以预防，不合格的次品材料一律不得使用，或经实验后降低等级使用；对已发生这类材料选用不当而产生的混凝土缺陷和裂缝，必须做长期仔细的观察（有的问题需要过段时间才能发现），认真检查其原因和质量问题的严重程度，研究制定其处理及加固方案。3、施工单位为赶进度，浇筑混凝土未达到设计强度，甚至在浇筑后不到24小时开始上人，堆放荷载，导致板开裂。4、商品混凝土早期裂缝原因往往是很复杂的，但从混凝土的性质来看，单靠提高混凝土自身的质量、施工方在施工养护方面不采取措施是不能保证混凝土的最终质量的，这些方面国家标准混凝土泵送施工技术规程JGJT10-95及混凝土质量控制标准GB50164-92中都有详细而严格的要求。因此只有供应单位和施工单位双方密切配合并严格遵照商品混凝土的有关标准、规范进行管理生产和施工才能切实保证混凝土的质量。5、混凝土标号偏低，构件截面尺寸不符合设计要求、钢筋的放置不到位、配筋量不足等均会导致混凝土出现裂缝。同时由于施工不当，模板支撑下沉、模板变形、过早拆除底模和支撑，或施工控制不严、在梁上超荷载也会使混凝土出现裂缝。对于阳台、雨篷等悬臂构件，往往由于建筑工人在浇灌混凝土的工程中，将板上的负弯矩钢筋踩到板下面，使构件不能承受负弯矩从而引起裂缝，严重的导致构件断裂。由于结构地基土质不均匀、松软，或回填土不实或侵水而造成的结构基础不均匀沉降会引起沉降裂缝，或因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。特别在冬天，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝，随着沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。6、过大坍落度进行摊扒时，会造成砂浆与石子分离，使小区域内混凝土因不均加剧收缩，引起裂开。用水量过大使混凝土表面水分过大，浆体上浮引起收缩开裂。使混凝土强度下降，降低抵抗力。预防措施：在混凝土满足泵送要求下，严禁作业人员为了摊扒便利对混凝土额外加水。7、浇筑振捣方面：板面混凝土振捣时，采用振动棒拖浇筑方面混凝土在浇筑时，由于振动棒振荡，骨料下沉、水泥浆上升，这种沉落直到混凝土硬化时方停止，当这种塑性沉落受到模板、钢筋及预埋件的抑制（或模板沉陷、移动时）就会出现裂缝，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑后半小时至三小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水分时立即产生，沿着梁及板上面的钢筋走向出现，主要是混凝土坍落度大、沉陷过高所至。另外在施工工程中如果钢筋绑扎不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂痕。预防措施：严禁以振动棒对较薄混凝土板面进行拖拉震动，应以平板式振捣板对板面进行振动；严禁用铁锹对混凝土表面拍打代替振捣工作。8、毛面是以木槎多次挤压槎毛不露石子的砂浆面为毛面；部分工人为了省工省力，只在混凝土摊铺完成后收一次，以硬化后石子半露的粗糙面（燥面）代替毛面。预防措施：坚决杜绝以石子外露的燥面作为铺设砂浆面所需的毛面；应以木槎多次挤压槎毛后达到毛面需求。一般混凝土面层收面工作，均以木槎挤压槎毛而不易光面；光面混凝土抗裂性能较毛面要差，且不易使混凝土中的水份泌出与水化放热降温；只有在养护很充足的条件下，才宜槎压光面。9、控制板面负筋的保护层：在板面施工中，因工作人员来回踩踏，往往发生移位。如被踩压下沉的负筋不能处于上部正确位置，易造成板面开裂。预防措施：严禁踩踏板面负弯矩钢筋；在楼板负筋处设置撑脚或马凳，露面钢筋上设置跳板；在板面混凝土浇筑过程中须有专人负责钢筋位置的纠正工作，确保板面负筋正确定位。严禁在混凝土初凝后进行板面负筋抬升纠正位置。合理安排混凝土浇筑时间（包括运输、浇捣和间歇的全部时间），如因特殊情况（如机械故障、天气影响）造成混凝土浇筑间歇时间过长，施工方应及时与供应方进行联系协调作业，避免发生质量事故。在高温、干燥环境下施工，应采取有效遮盖措施保护工作面，防止表面失水，尽量保持间歇前后混凝土状态一致。（二）收面工作收面的作用有两方面，一是提高浇筑构件表面的平整度和光滑度，二是消除混凝土表面缺陷；后者比前者更为重要。施工过程中对混凝土的表层收面工作，应随着混凝土的凝结状况调整收面间隔时间与次数；混凝土表面压光抹面应做好以下工作：1、对于能够有效预防泵送混凝土楼面开裂措施的收面工作，须从两方面加强；一方面加强多次收面工作（最少应保持三次），加大收面压力度；另一方面注意收面间隔时间的控制 。收面间隔时间控制应根据混凝土凝结状况进行：对于不同的气候条件采取不同的收面时间，一般为：第一次收面：在混凝土摊铺后12小时左右进行，此时梁板混凝土的沉降已基本完成，通过收面可对沉降收缩裂缝进行有效闭合；首次收面后混凝土表层状况表现为：石子半露表面不平。第二次收面：在摊铺后23（夏季）（冬季45）小时进行，二次收面后混凝土表层状况表现为：表面砂浆层有不平整痕迹出现，如果收面压力不够，作业人员踩压脚印处灰浆集聚，该灰浆多为水泥及部分粉煤灰的上浮浆，收缩远大于砂浆，造成脚印痕迹处于灰浆龟裂，且龟裂多是环状。第三次收面：在摊铺后34（夏季）（冬季56）小时左右进行；此次收面处于混凝土终凝前，目的是封合以形成裂缝，收面加压使表层砂浆与内部混凝土充分溶合。如遇异常天气（如大风、高温、雨天等），应加强收面次数与调整收面间隔时间控制，并做好终凝（有时在初凝）后混凝土表面的覆盖工作。2、刮去表面水份：对泵送混凝土，其流动性大，混凝土振捣后表层易出现泌水或泌浆，使表层混凝土具有较大的水灰比，尤其是混凝土中粉煤灰有可能随着水份而带到混凝土表面。混凝土硬化有可能出现多方面不利：如表面较大干缩变形而产生表面裂缝，表面强度太低而引起砂起尘。因此，必须将表面水份刮去，将浮浆压入混凝土中，减少表面泌水与浮浆现象。3、压实表面混凝土：对混凝土表面采取抹压处理，消除表面缺陷，使表面混凝土进一步密实。4、抹压混凝土表面裂纹：混凝土浇筑完成后其表面可能会因收缩出现裂缝；对于此类裂缝，应在混凝土尚未硬化前及时通过抹压收面来消除并使其闭合；对于较宽裂缝或硬化后的裂缝，抹压则难以使其闭合。因此，抹压只是一个不得已的补救措施，而不是根本的解决办法。建议采用机械抹压，从而有效的压实面层混凝土，防治面层因抹面原因而产生的裂缝。（三）养护方面：实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降，因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力方面出发，保温应达到以下要求：防止混凝土超冷，超热，尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止老混凝土过冷，以减少新来混凝土间的约束，混凝土的早期养护，主要目地在于保持适宜的温湿条件，已达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，达到设计强度和抗裂能力。在正常情况下，浇筑完毕后12小时后（或混凝土硬化后）对混凝土加以覆盖适时浇水；一般来说初凝后可以覆盖，终凝后开始浇水；如遇高温、大风、干燥天气，应及时覆盖；对于较大面积的浇筑，覆盖工作应随工作面同步进行，确保混凝土早期不失水。混凝土表面覆盖可采用塑料、麻袋、再生棉毡等方式，覆盖物应保持湿润，以防覆盖物从混凝土表面吸水；浇水养护时，应保持混凝土湿度为准，而不能单纯以浇水次数衡量，浇水时不得对混凝土表面冲刷，以免混凝土表面受损，大面积水平结构可采用蓄水养护。混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以致表面泛白或出现细小干缩裂缝，应仔细遮盖，充分浇水，加强养护，并延长浇水养护时间加以补救，对于以硬化的混凝土裂缝，可向裂缝内填入水泥，加水湿润，覆盖养护。对于不便浇水养护的立体结构，应延缓拆模（木模）时间，并使构件与模板适当脱离，在模板与构件空隙间进行浇水养护，依靠木模板自身的吸水性与隔热性进行养护。混凝土如果养护不善会造成强度不足，沉缩裂缝，表面粉化；因此，正确的养护是防止混凝土表面出现裂缝的关键，必须说明的是;水是水化反映的一个水化物，没有水的存在，再高的温度也不能使胶材水化；因此提高环境温度必须与保温同步。（四）模板的湿润与拆除：1、浇筑混凝土前湿润模板：模板吸水时是产生收缩裂缝的主要因素，为了防止模板干燥从混凝土中吸取水份，在混凝土浇筑前应对模板进行湿润。2、正确掌握拆模时间，避免过早拆模，敲击过重：控制模板能否拆除的条件不是看混凝土是否凝结，而是要依据混凝土是否有能力抵抗施工时的荷载，这种荷载包括构件自重、施工人员重量、构件上堆积物、上层模板支撑物重量、拆模时，产生的冲击力等。因此，拆模必须在混凝土达到一定强度后方可进行。综上所述：商品混凝土现浇楼板裂缝的控制是涉及原材料质量、配合比、混凝土生产质量、施工、设计等许多因素。总之，只要严格遵守国家现行行业规范、验收标准，按设计要求及施工程序施工，裂缝是可以控制或基本上得到控制。 地基过大不均匀沉降产生过宽裂缝时，进行建筑物在使用阶段的沉降验算可以防治这类裂缝出现，对已出现这类裂缝的结构，要采用地基基础的防治措施对地基基础妥善处理后，再采用建筑结构的加固措施来解决。 混凝土结构应针对裂缝产生的原因，贯彻预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝，查明原因，分析裂缝类型，选择合理的修补方法，使施工方便，经济高效。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防治表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防治裂缝十分重要，特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性十分困难，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。现浇混凝土楼板裂缝虽然是一种常见的质量通病，只要事先加强施工工艺的管理，严格按照施工规范、操作规程，有针对性控制措施，加强施工技术较低和施工过程控制，层层落实，事事到位，环环紧扣，就能控制裂缝的产生，从而保证混凝土的质量。陕西兵器勉县监理组 赵永红 2011-9-11