某工程现浇混凝土楼板裂缝的成因及处理措施.pdf

第 3 7卷第 3期 2 0 1 0年 3月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c hn i qu e De v e l op me n t Vo 1 ． 3 7， No ． 3 Ma r ． 2 0l O 某工程现 浇混凝 土楼板裂 缝的成 因 及 处 理 措 施 赵瑞娟林 子臣 ( 北京林 业大 学， 北京1 0 0 0 8 3 ) 【 摘要] 以某工程混凝 土楼板开裂为例 ， 对混凝 土楼板开裂原因进行了分析 ， 指 出大风降温且养护不 周是 产生裂缝 的 主要原因 ； 分析了裂缝对混凝土楼板造成 的影响 ， 此裂缝一般不影响结构 的强度 ， 但降低 了结构 的耐久性 ， 影 响了混凝 土的外观质量 。本工程用抹灰修补裂缝 获得 了较好的效果 。 [ 关键词] 现浇混凝 土楼板 ； 裂缝 ； 抹灰修 复 [ 中图分类号] T U 7 5 5 ． 6 [ 文献标志码] A [ 文章编号] 1 0 0 1 — 5 2 3 X( 2 0 1 0 ) 0 3 - 0 0 4 2 - 0 3 [ A b s t r a c t ] [ Ke y w o r d s ] CAUS ATI oN AND TREAT MENT MEAS URES oF CAS T． I N． S I TU CoNCRETE S LAB CRACKS Z h a o Ru i - j u a n L i n Z i — c h e n Th i s t he s i s t a ke s t he c r a c k i ng o f c o n c r e t e flo o r s l a b a s a n e x a mpl e， a n a l y z e s t h e c a us e s o f c r a c k i n g a n d p o i nt s o ut t ha t t he ma i n r e a s o ns f o r c r a c k i n g i s s t r o ng wi n d， dr o p pi n g i n t e mp e r a t u r e a nd c a r e l e s s c o ns e r v a t i o n s ． Th i s t h e s i s a l s o a n a l y z e s t h e i mp a c t o f t h e c r a c k s t o t h e c o n c r e t e flo o r s l a b． Th i s k i nd o f c r a c k d o e s n o t a f f e c t t h e s t r uc t u r a l s t r e n g t h i n g e n e r a l ， b u t r e d u c e t h e d u r a b i l i t y o f t h e s t ruc t u r e a n d t h e a p p e a r a n c e q u a l i t y o f c o n c r e t e ． T h i s p r o j e c t o b t a i n e d a p r e f e r a b l e r e s u l t t h r o u g h pl a s t e r i n g c r a c ks ． c a s t — i n — s i t u c o nc r e t e s l a b； c r a c ks ； pl a s t e r r e p a i r 现浇混凝 土楼 板的裂缝 问题是 一个普遍存 在而 又难 以 解决的工程实际问题 。裂缝 的主要 成因有 由外荷载 ( 如静 、 动荷载 ) 的直接应力 ， 即按常规计算的主要应力 引起 的裂缝 ； 或 由外荷载作用 ， 结构次应力引起的裂缝 ； 如 由变形变化 ( 温 度 、 收缩 、 不均匀 沉降 ) 引起 的裂缝 。根 据 国内外 的调查 资 料 ， 工程结构中结构物 的裂缝 原因 ， 属于变形 变化引起 的约 占 8 0 ％以上 ； 属于荷载 引起 的约 占 2 0 ％ 左右 ⋯。随着水 泥 和混凝土技术的进 步 ， 水．泥等 级和细度越 来越 大， 混凝 土强 度和密实度大为提 高 ， 混 凝土 的后 期收缩 相对减少 ， 更 多的 发生在早 期 ， 从 而 引起 了工 程 中 越来 越 多 的早 期 开 裂 现 象 J 。本文结合实际工程来分析现浇楼板早期裂缝 的成因， 并 提 出 了 相 应 的处 理 措 施 。 1 工 程概 况 某工程为框架 结构 ， 顶板采用 现浇混凝 土楼板 ， 混凝 土 设计强度等级为 C 3 0 。该工程 的楼板混凝土于 2 0 0 8年 1 0月 下旬浇筑施工 ， 在浇筑 完成后 突遇大风 降温 ， 未能及时做 好 收 稿 日期 ： 2 0 0 9—1 2—1 5 作者简介： 赵瑞娟( 1 9 8 7 ． ) ， 女 ， 山东聊城人 ， 北京林 业大学在读 硕士 研究生 ， 从事工程结构方面的研究 。 42 应对措施 ， 养护不周 ， 导致楼板混凝土凝结时间偏长 。 早期 强 度增长缓慢 ， 并且混凝土表面有一层硬 质结层。混凝 土凝 结 后 板 面 出现 较 多 不 规则 裂 缝 ， 最大 裂 缝 达 2 mm， 且 有 贯 通 裂 缝 出现 ， 并 有 滴 水 现 象 ， 部 分 顶 板 有龟 裂现 象 ( 如 图 l所 示 ) ， 依据《 混凝 土结构工程施 工质量验收规范》 ， 该批裂缝较多不 符合规范要求。 2 裂 缝 产 生 的原 因分 析 影响混凝土早期开裂 的因 素很 多 ， 除了收缩 变形外 ， 还 有早期 的弹性模量 、 抗拉强 度、 极 限拉应变 、 徐 变等 ； 除此 以 外 ， 又与新 教混凝土 中水分蒸发速 率、 降温速率 、 结构的约束 程度有较大关系。特别是 商品混凝 土通 常采用增大水 泥用 量 、 水灰 比、 砂率 、 外加剂 ， 减少粗骨 料的用量和骨料粒 径来 满 足泵送要求 ， 浇注成型的混凝 土很容易产生早期裂缝。该 工程采用 的混凝土为 商品混凝 土 ， 经 分析 ， 认 为 出现裂缝 的 原 因如 下 。 2 ． 1 混 凝 土 配合 比 2 ． 1 ． 1 砂子偏细 ， 砂率偏高 混凝土所用原材中砂子偏细 ， 砂率偏 高导致 混凝 土收缩 加 大． 造成开裂 。在 混凝土 中砂率大增加 混凝 土的收缩 ， 近 期 的实验研究表明 ， 砂浆的收缩比混凝土大一倍 。 第 3 7卷 赵 瑞娟 ， 等 ： 某 工程 现 浇混 凝 土 楼 板 裂 缝 的 成 因及 处 理 措 施 第 3期 图 1 混凝 土楼板 的裂缝状况 2 ． 1 ． 2 水灰 比、 坍落度偏大 实际混凝土水 灰 比、 坍 落度 偏 大可 能导 致混 凝土 收 缩 加大 ， 造成开裂 。水 灰 比大 ， 混 凝 土内 毛细孔 越 多 ， 空隙 也 越大 ， 收缩 将显 著 增加 ， 同 时抗 拉强 度 降低 。如 水 灰 比 为 0 ． 6的收缩 比水灰 比为 0 ． 4的收 缩增加 约 4 0 ％ 。坍 落度 偏 大易产生局部粗 骨料 少 、 砂浆 多 、 水灰 比大的 现象 ， 混 凝 土 完全硬化前若养护 不周 或 时干时 湿 ， 表 面温 度发 生剧 烈变 化 ， 表 面收缩受到 内部混凝 土的约束 ， 因而导 致表 面龟裂状 裂 缝 。 2 ． 2 外 加 剂 混凝土泵送剂中含有缓凝剂 ， 缓凝剂在延缓水 泥水化 的 同时也降低了终凝 前混凝 土表面 的抗 拉强 度 ， 延 长了表面失 水 时间， 加之天气变化 ， 气温骤降时风力较 大 ， 掺量未 能及时 调整 ， 低温状态混凝 土缓 凝组 分作用 明显 ， 造成混 凝土凝 结 时间偏长 ， 早期 强度 增 长较 慢 ， 不能抵 抗 收缩 拉应 力 ， 产 生 裂 缝 。 2 ． 3 环 境 条 件 众所周知 ， 混凝 土的收缩 是产 生裂缝 的重 要原 因之 一。 混凝土所处 的大气环境 ， 如温度 、 相对 湿度 、 风速等都对收缩 有影 响。环境湿度越 大 ， 收缩越小 ， 环境 温度越 高 ， 越干 燥 ， 收缩越大 ； 风速越大 ， 收缩越大 。收缩 和环境降温 同时发生 ， 对工程更为不利。 本批次混凝 土于 1 0月 2 2日进 行浇注 ， 混凝 土浇注后 没 有采取保温养护 ， 也没 有得到 充分 的潮湿养 护 ， 而是暴露 于 大气之 中， 从 表 l 及 图 l可 以明显 看 出， 混凝土浇 注完成后 的几天 ， 天气干燥 ， 气温骤 降 ， 风力 大增 ， 受温度 和湿度 的交 互作用 ， 混凝土收缩严重 ， 产生了大量的裂缝 。 表 1 混 凝 土 浇 注 前 后 的 天 气 记 录 日期 1 6 l 7 1 8 l 9 2 0 2 l 2 2 2 3 小 雨／ 天气 晴 晴／ 多云 小雨 晴 晴／ 多云 雾／ 小雨 睛 多云 最低温度 l 3 l l l 2 l 0 1 1 l 2 1 3 8 ／ ℃ 最 高温度 2 4 2 4 2 1 2 5 1 9 2 0 1 6 1 4 ／ ℃ 相 对 湿 度 6 0 8 l 7 2 4 4 7 4 8 l 8 5 l 9 ／ ％ 风 力 ／ 级 O 2—3 2—3 3— 4 2— 3 2—3 2— 3 5— 6 日期 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 天气 晴 晴／ 多云 晴 晴 晴／ 多云 小雨／ 晴 多云／ 阴 晴 最低温度 2 4 4 5 6 7 3 6 ／ ℃ 最高温度 l 3 1 7 l 8 l 9 l 6 l 3 l 6 l 6 ／ ℃ 湿 度／ ％ 3 7 1 4 2 2 3 2 5 4 5 5 7 0 3 3 风力／ 级 2～3 3— 5 3～ 5 2～ 3 2— 3 3— 4 1— 2 3— 4 混凝土在硬化过 程 中， 水泥 水化产 生大量 的热 ， 因为 混 凝 土导热系数低 ， 内部散热慢 ， 表面散热快 ， 混凝土 内部温度 高 ， 表面温度低 ， 加之外界 气温骤 降( 如 图 2所示 ) 又未采 取 保温措施 ， 使得内外温差 更大 ， 内部 混凝 土热胀 变形受约 束 时产生压应力 ， 外部混凝 土则相 应产 生拉应力 ， 由于混凝 土 此时抗拉强度还较低 ， 无法 抵抗 温度应力 ， 这样就 导致裂缝 的 产生 。 3 O 2 5 2 O 窳 1 5 赠 1 0 5 4 3 第 3 7卷 常建华， 等 ： 波纹腹板钢 梁承栽力影响 因素研 究综述 第 3期 p a n e l s u s i n g s p l i n e fi n it e s t r i p m e t h o d[J ] ．T h i n — Wa i l e d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 4， 1 8： 2 0 9 —2 2 4 [ 8 ] L u o R ＆ E d l u n d B ． N u me r i c a l s i m u l a t i o n o f s h e a r t e s t s o n p l a t e g i r d e r s wi t h t r a p e z o a d a ll y c o r r u g a t e d we b s ． Di v i s i o n o f S t e e l a n d Ti mb e r S t ruc t u r e s ． C h a l me r s Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ． S we d e n． 1 9 9 5 [ 9 ] L u o R＆E d l u n d B． S h e a r c a p a c i t y o f p l a t e g i r d e r s w i t h t r a p e z o i d a U y c o r r u g a t e d w e b s[ J ] ． J o u r n a l o f T h i n—Wa l l e d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 6， 2 6 ( 1 ) ： 1 9— 4 4 [ 1 O ] 宋建永 ， 任 红伟 ， 聂建 国． 波纹钢 腹板剪 切屈 曲影 响因素 分析 [ J ] ． 公路交通科技 ， 2 0 0 5 ， 2 2 ( 1 1 ) ： 8 9— 9 2 [ 1 1 ] 李艳文 ， 张文志 ， 高艾华 ， 等． 全波纹 腹板 H型钢腹板 屈曲性能 分析 [ J ] ． 燕 山大学学报 ， 2 0 0 1 ， 2 5 ( 4 ) ： 3 7 1— 3 7 4 [ 1 1 ]L u o R， E d l u n d B ．U l t i m a t e s t r e n g t h o f g i r d e r s w i t h t r a p e z o i d a l l y c o r r u g a t e d w e b s u n d e r p a t c h l o a d i n g [ J ] ． T h i n—Wa l l e d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 6， 2 4： 1 3 5 —1 5 6 [ 1 3 ] 宋建永 ， 张树仁， 吕建 明． 波纹钢腹板剪切屈 曲分 析中初始缺陷 的模拟 和 影 响程 度 分 析 [ J ] ． 公 路 交 通 科 技， 2 0 0 4 ， 2 1( 5) ： 6l一6 4 [ 1 4] E l g a a l y M， S e s h a d fi A． G i r d e rs w i t h c o r r u g a t e d w e b s u n d e r p a a i a l c o mp r e s s i v e e d g e l o a d i n g [ J ] AS C E， 1 9 9 7 ， 1 2 3( 6 ) ： 7 8— 9 l ( 上接第 4 3页) 养 护， 在混凝土内部水分 向表面迁移供应不上蒸 发量的情况 下 ， 混凝土表面失水干缩 ， 受下 面混凝 土的约束 ， 表面出现不 规则的塑性收缩裂缝 。 90 80 70 6 0 5 0 4 0 3 O 2 O l 0 O I 6 1 7 1 8 l 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 O 3 l 13 期 图 3 混凝土浇注前后的湿 度分 布 3 裂 缝 的 处 理过 程 该工程出现的混凝土裂缝均为收缩裂缝 ， 属 于由变形变化 引起的裂缝。针对现场裂缝出现的具体情 况， 对浇注完成 2 8 d 后的混凝土进行现场钻芯检测 ， 测定其试验强度达到设计强度 的 1 0 2 ％ ， 所涉及部位混凝土强度满足设计强度等级要求 ， 但 裂 缝影响混凝土的外观质量 ， 降低了混凝土楼板的耐久性。 根据《 混凝土结构工程施工质量验 收规 范》 ( G B 5 0 2 0 4— 2 0 0 2 ) 第 8 ． 1 ． 1 条及表 8 ． 1 ． 1的规定 ， “ 构件 主要受力部位 有 影 响结构性能或 使用功 能的裂缝 ” 属 于 “ 严重 缺陷 ” ， “ 其他 部位有少量不影响结构性能或使 用功能 的裂缝 ” 属于 “ 一般 缺 陷” 该工程混凝土裂缝未 产生在 主要受力 部位 ， 基本 不 影 响结构性 能 ， 属 于一般 缺陷 ， 但 考虑到裂 缝对 混凝土 的耐 久性有影响 ， 也应对裂缝 进行 表面封 闭处理 ， 具 体处理 方法 如下 ： 对于混凝土楼板表面的龟 裂， 可将裂缝处加 以冲洗 ， 用 水泥砂浆抹补。对于较大较深的裂缝 ， 应将裂缝 附近的混凝 土表面 凿 毛 ， 或 沿 裂 缝 方 向 凿 成 深 为 1 5～2 0 l l l m， 宽 为 1 0 0～ 2 0 0 m m的 V形槽 ， 扫净 并洒 水 湿润 ， 先刷 一层 水 泥砂 浆 ， 然后用 1 ： 2 水 泥砂浆分 2～ 3层 涂抹 ， 总厚度控制在 1 O一 2 0 m m， 并 压实抹光 。 4结语 裂缝是混凝 土结构 中普遍存在 的一 种现象 ， 它 的出现不 但会影 响结构 的整 体性和 刚度 ， 还会 引起钢 筋的锈蚀 ， 加 速 混凝土 的碳 化 ， 降低 混凝 土 的耐久 性 和抗 疲劳 、 抗 渗 能力 。 在混凝土工程施工 中， 混 凝土变 形是产 生裂缝 的常见 原 因， 因此 ， 在施工过程 中 ， 应 针对工 程特点 和施 工环境合 理选择 材料 、 调整混凝土配 比， 加 强早期养 护 ， 对恶 劣天气做好必要 的防范措施 ， 控制使 用混凝 剂或不 用缓凝 剂 ， 可有效地 避免 或减少裂缝的产生 ， 控制裂缝宽度 ， 以保证工程质量。 参考文献 [ 1 ] 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 [ 2 ] 褚世洪 ， 张惠平． 某工程混凝土开裂事故的分析 与处 理[ J ] ． 混凝 土 ， 2 0 0 5 ， ( 5 ) ： 6 9— 7 0 [ 3 ] 王涛， 邵正 明． 混凝土塑性收缩裂缝的影响 因素及预 防措施 [ J ] ． 混凝土 ， 2 0 0 3 ， ( 1 ) ： 5 3— 5 4 [ 4 ] 混 凝土质量专业委员会等． 钢 筋混 凝土结构裂缝 控制指南 [ M] ． 北京 ： 化学工业出版社 ， 2 0 0 4 [ 5 ] 丁国雄 ， 陈维达． 混凝土工程 中收缩裂缝 和温度裂缝 的原因及防 治措施 [ J ] ． 建筑施工 ， 2 0 0 7 ， ( 4 ) ： 2 6 9— 2 7 0 [ 6 ] 张秀伟 ， 靳彩． 现浇钢筋混凝土结构楼板裂缝 的成因及防治 [ J ] ． 施工技术 ， 2 0 0 7 ， ( 7 ) ： 1 3 5—1 3 6 55 趟 鼎