商品混凝土楼板裂缝成因及控制.pdf

2 0 1 2年第 2期( 总 1 8 3期 ) 安徽建筑 _ 一_l 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 一 直晶混凝土楼板裂缝成因及控制 Ca u s e s f o r Co m me r c i a l Co n c r e t e Sl a b F l o o r a n d i t s Co n t r o l 史美 东 ( 浙 江 水 利 水 电 专 科 学 校， 浙 江 杭 州 3 1 0 0 1 8 ) 摘要 ：首先分析 了商品混凝土现浇楼板各种形态裂缝的主要原因 再从混凝 土原 材料、 施工 、 设 计等方 面提 出了商品 混凝土现 浇楼板 裂 缝防治的措施 。 关键词 ： 混凝土； 现浇楼板； 裂缝； 成因； 控制 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 2 ) 0 2 0 0 8 8 0 2 O 前言 随着近年来多高层建筑的发展 ， 我国商品混凝土的应用已 达到 9 6 以上， 很多城市严禁使用现场搅拌混凝土。楼板采用 现浇商品混凝土可以明显提高建筑物的安全性 、 可靠性 ， 增强 整体性。但大量工程实例表明， 商品混凝土现浇楼板经常出现 各种形态的裂缝， 已成为较难克服的质量通病。商品混凝土楼 板裂缝中 8 0 是非结构性的， 2 0 是荷载作用引起的。混凝土 的开裂一般是由混凝土收缩引起的， 现浇楼板非结构性裂缝主 要有塑性收缩裂缝、 自收缩裂缝 、 干燥收缩裂缝和碳化收缩裂 缝等 1 商品混凝土楼板裂缝成因 根据楼板裂缝所处位置不同主要有板角处的斜向裂缝、 跨 中裂缝 、 板面不规则 的龟裂等。 1 1板角处的斜向裂缝 板角处的斜向裂缝主要是由环境温差和混凝土的收缩变 形引起 ， 环境温度变化时， 尤其是冬夏季节昼夜温差较大时， 楼 板的收缩变形超前于周围的梁和墙， 而梁 、 墙对楼板转角处的 约束最大， 使板内出现约束应力 ， 当拉应力超过混凝土的抗拉 强度时 ， 板角处出现与主拉应力方向垂直的斜向裂缝。 1 _ 2楼板跨中裂缝 主要是板内预埋电线管引起的， 电线管与混凝土粘结力差 成为薄弱环节， 容易产生集中应力出现裂缝。 当楼板较长， 钢筋 间距较大， 混凝土在凝结硬化时收缩 ， 使楼板出现间隔均匀的 贯通裂缝 。 1 3板面不规则 的龟裂 板面不规则的收缩龟裂主要是由于混凝土浇筑后板面过 早抹平压光， 没有及时进行覆盖， 未及时浇水养护， 尤其是高温 季节施工， 楼板混凝土在阳光下曝晒 ， 楼板表面水分蒸发流失 而导致的。这是因为高温会加速水泥的水化作用， 产生大量水 化热 ， 混凝土表面水分蒸发也较快， 当楼板表面混凝土的水分 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 2 1 5 作者简介： 史美东( 1 9 7 1 一 ) ， 女， 浙江杭州人， 毕业于浙江大学， 硕士； 副 教授 ， 研 究方向 ： 混凝土结构性能 。 蒸发速度超过混凝土的泌水速度时，混凝土体积收缩加快， 当 由此产生的收缩应力大于混凝土抗拉强度时，将会出现裂缝。 这种裂缝一般出现在混凝土浇筑后的 3 d5 d ， 初期裂缝很细， 随着时间的推移而扩大， 甚至贯穿楼板。 楼板混凝土凝结硬化后长时间的水分蒸发会产生干燥收 缩裂缝 ， 混凝土的水分蒸发、 干燥过程是由外向内、 由表及里， 逐渐发展的， 多数在一个月以上， 细微的裂缝一般发生在楼板 表面很浅的位置。由于碳化和钢筋锈蚀的影响， 干缩裂缝会使 楼板表面裂缝发展为贯穿性的裂缝 ，影响楼板承载力和耐久 性 。 2 商品混凝 土楼板裂缝控制 2 1混凝土原材料的控制措施 2 1 1 塌落度 混凝土楼板产生裂缝 的原 因很多 ， 首先是混凝 土材料 自身 的问题 ， 一般由商品混凝土厂家负责， 要求商品混凝土公司采 取调小混凝土塌落度等手段来解决楼板裂缝问题。 要严格控制 混凝土的塌落度， 建筑物高度在 1 0 0 m以内塌落度不宜超过 1 8 0 ram， 高度在 1 0 0 m以上塌落度不宜超过 2 3 0 m m。如果运距 远， 必须杜绝搅拌车途中加水或现场加水等人为因素对塌落度 的影响。商品混凝土进入工程施工现场， 材料供应商和施工单 位要进行联合取样， 测定塌落度。 2 1 2水泥 在满足混凝土配合比设计要求的前提下， 要尽量减少单位 体积混凝土中的水泥用量， 严格控制水泥用量， 以降低水泥水 化作用引起的混凝 土水化温升 ， 减 少裂缝 的发生 。应 根据 工程 特点选用收缩较小的水泥品种， 如粉煤灰水泥或普通硅酸盐水 泥； 应优先选用非早强型低水化热的水泥， 如矿渣硅酸盐水泥。 水泥的含碱量应控制在 0 0 0 40 0 0 5为宜，最好控制在 0 0 0 6 之内， 因为高含碱量的水泥会引起混凝土收缩裂缝， 对混凝土 危害极大。 2 1 3 粗细骨料 在满足泵送混凝土要求的前提下，应选择级配良好的石 子， 减小空隙率以减少收缩量 ， 且石子最大粒径应尽可能大， 以 提高混凝土抗裂性能。细骨料应选用适当细度模数的中粗砂， 尽量不使用细砂或特细砂， 应控制其最佳含砂率。尽量选用低 热膨胀系数的骨料， 严格控制砂、 石的含泥量及有害成份的含 量。 增加粗骨料用量， 减少细砂用量， 增加供料车辆，保证连续供 料。商品混凝土公司应做好骨料的降温措施。 2 1 4水 尽量减少混凝土的单位用水量， 必要时可掺加高效减水剂 来减少用水量， 减少混凝土收缩， 提高耐久性。 安徽建筑 2 0 1 2年第 2期 ( 总 1 8 3期 ) 2 1 5掺合料和外加剂 掺加抗裂性能较好的矿物掺合料可以减少水泥用量， 降低 水 化热 ， 减少水 化热的影响 ， 粉煤 灰的粗颗粒还 可起到稳定 体 积的作用， 对抗裂有利。加入高效减水剂和优质粉煤灰可以提 高混凝土的和易性， 降低水灰比， 减小混凝土的收缩。 在混凝土 中加入一定掺量的膨胀剂 ，可以使混凝土收缩得到部分补偿， 降低收缩应力， 减少裂缝的发生。 2 2施工方面 的控制措施 施工环节是减少楼板出现裂缝的重要环节， 务必引起每一 位施工人员的高度重视 。 2 2 1 保护层厚度及预埋线管铺设 浇注混凝土时， 必须安排专门的护筋人员， 防止作业人员 在楼板上层负筋上走动、 踩压使之下沉 ， 浇筑混凝土时应设置 马道不踩踏负筋，不要把板面双层钢筋网片踩踏成单层网片。 确保楼板上、 下层钢筋位置不移位， 严格控制混凝土保护层厚 度， 以保证钢筋和混凝土之间良好的粘结力 ， 施工时对所有上 层钢筋用“ 铁马” 垫稳， 钢筋问距要均匀 ， 保证负筋位置的撑筋 间距应不大于 1 m， 减少裂缝的产生。 预埋线管铺设应有可靠合 理的固定措施， 使之从楼板中部穿越， 避免在同一位置布置多 条管线。预埋线管上部应覆盖钢筋网片， 可以有效抗裂。 2 2 2抹压和养护 楼板混凝土浇筑后应在初凝后终凝前抹压完毕， 使表面混 凝土结构重新排列， 增加密实度， 降低水化热， 以减少混凝土塑 性收缩裂缝。过早进行二次振捣抹压无效果， 过晚则会扰动已 基本成型并具有初始强度的混凝土， 反而对混凝土强度造成损 害。楼板混凝土浇筑后应及时确定覆盖材料及厚度， 浇筑后按 要求在 1 2 h内进行覆盖并及时养护， 防止表面水分蒸发过快而 产生急剧收缩， 防止龟裂的发生。应保证混凝土在足够湿度和 温度下潮湿状态养护， 避免楼板受 日光曝晒， 减少内外温差， 以 利于混凝土凝结硬化和强度增长， 避免产生大量裂缝 。一般覆 盖时间不少于8 h ，可以提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸应 变， 减少裂缝的发生。 当外界温度变化较大时， 应设专人浇水养 护， 保证养护时间不少于规定期限， 养护水量随楼板表面强度 增 长而加大 。 2 2 3混凝土振捣 混凝土振捣时间一般以 1 0 s 一2 0 s 为宜， 振捣时间过长， 楼 板表面粗骨料下沉， 抗裂性能差易产生收缩裂缝。在混凝土浇 筑后 1 h 2 h 应进行二次振捣，以增加混凝土密实度，提高强 度 ， 提高混凝土与钢筋的握裹力， 减少楼板裂缝的产生。 浇筑混 凝土时应注意是否振捣密实。 2 2 4后浇带 的施工 楼板表面裂缝与楼板长度有关 ， 楼板长度愈长， 产生裂缝 的可能性愈大， 混凝土楼板允许连续浇筑的最大长度应按有关 公式计算。超长楼板浇筑时可以在一定位置设置后浇带， 可每 3 0 m 4 0 m设置一条后浇带， 使后浇带两侧的板能较 自由地收 缩， 以减少混凝土的早期收缩。 后浇带的施工应符合设计要求， 制定专门的施工方案， 后浇带处的混凝土应振捣密实 ， 按图纸 要求留企口缝， 避免施工人员踩踏后浇带中的钢筋。后浇带中 的混凝土可以按照补偿收缩混凝土的设计要求掺加适量的膨 胀剂， 以达到补偿收缩的效果 ， 减少收缩裂缝。 要杜绝在未浇筑 混凝土前就将部分模板 、 支柱拆除而使楼板形成悬臂造成变形。 2 2 5 楼面加载和拆模 严格控制楼板面的加载时间 ，当楼板混凝土达到设计强度 后， 才能承受上部施工荷载， 浇筑的混凝土强度未达到 1 2 N mm ： 以前， 楼板不得上人和进行下道工序， 以防止受荷后产生贯通裂 缝。施工单位应验算楼板上的堆荷。较大跨的楼板可根据同条 件养护试块强度达到要求后方可拆模，拆模时应避免振动， 防 止混凝土扰动。上料时， 避免物料集中堆放在楼板上造成局部 应力集 中引发裂缝 。 大量工程实践证明，严格按施工程序及规范的要求施工， 楼板裂缝的数量和大小是可以控制的。 2 3设计方面 的控制措施 结构设计人员对混凝土楼板非结构裂缝应引起足够的重 视， 改变观念， 从设计方面采取一定的抗裂措施。为抵抗裂缝， 楼板要有足够的刚度和厚度 ， 应改进现有楼板的设计， 设计时 应加大板厚 ， 由原来的厚度 8 0 mm增加到 8 01 2 0 mm， 按计算 取上限。 楼板混凝土强度不宜过高， 以不超过 C 3 0为宜 ， 因为强度 越高的混凝土一般水泥用量也大， 对抗裂不利。 按照 混凝土结构设计规范) ( G B S 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 的要求 ， 建筑 设计单位应对现浇楼板尤其夏季施工的楼板进行计算， 配置合 理的受力钢筋与构造钢筋， 对裂缝进行控制。可采取适当提高 配筋率，在楼板可能产生应力集中的局部位置增加构造钢筋， 板面配置双向钢筋， 减少穿线管穿插等措施来减少楼板开裂。 楼板宜采用细而密的双层构造配筋， 配筋率要提高， 宜不低于 0 5 。楼板配筋钢筋直径宜小， 问距不大于 1 5 0 m m， 以提高混 凝土的极限拉伸变形值， 分散收缩应力。 跨度大于 3 9 m的双向板， 宜按双向双皮配筋， 且板厚不宜 太小。若上皮负弯矩配筋未拉通， 则在板跨中铺设电线管的上 部应加辅助钢筋网片。对过长的单向板， 设计时要充分考虑其 体积干缩， 进行抗裂计算， 确定加密辅助筋的配置， 尽量使用焊 接钢筋网片， 以抵抗混凝土的干缩应力 ， 减少裂缝产生。 楼板构 造筋宜采用直径较小的变形钢筋， 也可采用钢筋网片。对于板 面直径 1 2 m m以上的钢筋可采用同级别钢筋等截面代换， 降低 钢筋直径， 以缩小钢筋间距， 有利于板的抗裂。 设计应采用合理的建筑结构形式 ，如果建筑平面不规则、 形状突变、 凹凸较多， 则楼板四周转角处容易应力集中， 形成薄 弱部位 ， 引起楼板开裂。可在楼板四周板角处采用双层双向钢 筋 ， 在楼板外边角上下层设置放射状的钢筋， 钢筋长度应超过 楼板边长的 1 3 ，两个方向的钢筋网能够很好地抵抗和防止板 角 4 5 。 斜裂缝的发生， 若采用焊接钢筋网则效果更好。 可采取外墙保温措施， 减少楼板的温差效应， 也能有效预 防楼板转角裂缝。采用预应力钢筋混凝土结构， 也是防止楼板 开裂的有效方法之一。 3 结语 混凝土收缩是混凝土特性决定的， 是客观存在的， 商品混 凝土现浇楼板裂缝 目前出现比较多， 裂缝控制主要可以从混凝 土原材料质量、 配合 比以及混凝土的生产 、 设计 、 施工 、 养护等 方面采取防治措施。首先要保证混凝土的原材料和生产质量满 足抗裂要求， 设订 时要采用合理的建筑结构形式， 加大板厚， 配 ( 下转 第 8 5页) 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 l 1 匪 安徽建筑 2 0 1 2年第 2期【 总 1 8 3期 ) 严格按照图纸检查各功能部件，并核准与协议的对照情 况 ， 刀闸、 开关、 灵活、 可靠， 限位器能否到位， 手车的能否到位， 接线端子数、 型号能否满足不同线径 ， 外接插座的型号、 仪表、 显示屏的安装， 以及能否达到检修要求 ， 面板标牌 、 标示 、 警告 是否是西文、 是否帖敷牢固， 设备基座是否稳定牢固， 各功能电 路板安装是否稳定牢固、 版面元件平整、 焊点均匀， 版面有防腐 处理， 分电源是否满足要求， 操作的安全性 ， 设备的密封与散热 等。 2 3 3 测试 这是一项设备整体综合检查的关键性工作。由于设备中 器件品种繁多、 数量大， 很多设备器件由其它厂家提供， 信号和 电源的技术要求特殊， 安装厂家较难满足， 需要部件厂家在测 试时积极配合。所以， 针对部件、 材料一般采用型式检查方式 ， 以抽查为主， 核对质量证书文件、 技术报告、 技术参数表、 实物 对比等， 必要时到其生产厂检查。 在生产过程中， 对样机、 塔架等以及需多厂家联合调试的 设备进行例行测试， 以证明能否达到协议的要求、 是否需要改 进， 主要检查结构的合理性、 设备的性能、 耐压情况 ， 信号、 电源 的传送质量、 稳定程度、 容量 、 信号联络方式、 允许的偏差范围， 防止误动作和不动作； 出现问题 ， 限期整改后重新测试。 出厂前进行整体测试， 这是监造的最后技术把关， 也是设 备性能的综合考验。在测试前要认真分析测试内容的覆盖范 围， 性能测试是否全面； 在测试中要细心观察设备的每一细微 变化， 虽然器件厂有老化试验， 但总装厂一般不做满负荷试验， 只是做耐压试验， 而测试都是按照国标进行， 测试时间较短， 因 此 ， 需要有实际经验， 事先清楚各项参数， 及时进行判断， 不能 放过可疑点 ， 要注重测试电压 、 设备协调动作到位 、 相互的闭 锁 、 信号的正确性 、 仪表的显示的正确性、 噪声水平 、 设备温度 的变化等。必要时可要求重复测试， 对达不到要求的设备不允 许 出厂 。 2 3 4资料检查 资料包括： 设备、 器件使用说明书、 合格证明、 图纸 、 技术 文件 、 操作指南 、 保修证书、 备品备件清单、 生产过程中形成的 文件等 。 这些文件是随着工程逐渐完善的，生产过程中难免出现 修改与调整， 监造人员需要跟踪了解 ， 及时收集、 检查 ， 并防止 缺件发货。 本工程由于要求有中、 西文对照， 进度较慢， 但是， 现 场安装人员均为中国人 ，设备出厂前要求中文资料必须保证， 以满足安装的需要 ； 西文资料装订成册后， 发往现场。 2 3 5包装检查 本工程对设备的包装要求是较高的， 在初期， 许多厂家重 视不够， 经过长时间的远洋运输， 出现箱体松散 、 电缆盘散盘现 象， 货物编号、 标志不清， 不能及时送达现场， 造成了不必要的 损失。 可以说， 包装检查对设备的保护非常重要。 在承建单位明 确包装要求后， 情况大为好转。 包装检查分为： 唛头检查、 真空包装检查、 外包装机构检 查、 包装材质检查、 附件清单 、 外部标识、 货号、 到达地点( 中、 外 文) 、 产品编号、 吊装点标志与可靠性检查等。 检查方法： 叠加试验( 一般要求叠加 3层) 、 观感 、 晃动检 查( 看 、 敲、 推、 拉) 、 牢固稳定性试验( 防倒、 防脱底) 。 3 监造注意事项 设备监造是随着工程的进展所展开的，设备的生产对整 个工程时间来说， 是短暂、 间歇、 分批次的， 应以不影响工程总 时间为基础 。 到厂检查往往是设备生产的某一阶段， 时间短、 技术含量 高、 专业广、 检查内容多、 测试内容多， 需要监造人员特别细致、 全面， 反应迅速 ， 防止漏查， 不能因小而粗略。 监造是为业主服务的， 要认真负责 ， 积极做好本职工作， 紧紧依靠业主， 及时汇报、 沟通。 本工程监造采用“ 出厂放行单” 的方式。 如果设备检查没有通过， 监造将不签发“ 出厂放行单” 、 业主将不予付款。这给予监造极大的权利， 也赋予了重大的责 任， 取得了较好的结果。 监造也是一个相互学习的过程，许多老厂在设备生产上 有许多经验， 遇到问题要多方协调， 力争取得一致， 使各方同心 协力， 共同完成设备制造工作。 4 结论 本工程监造工作已基本结束， 设备目前已安装到位， 并通 过现场测试、 送电， 运行情况良好。 实践证明， 通过设备监造 ， 使业主从复杂的技术工作中解 脱出来， 投入到工程管理工作中。 对工程的进度、 质量及系统管 理有了进一步的保障， 减少了不必要的损失， 节省了投资， 工程 合理有序。 生产单位的生产更加制度化， 生产检查更加规范， 加 强了各方的协调。设备出厂的质量得到了提高， 时间得到了保 障， 监造人员得到了锻炼， 对出口产品的监督累计了经验， 对今 后的监造工作是一个有力促进。 ， l ， ， ， ， ， l， ， l， ， l l， ， l ， I l ， ， ， l ， l ， l l ll ， ， ， ， ， l ， ， ， I ， ( 上接 第 8 9页 ) 置必要的构造钢筋 ， 保证配筋率 ， 施工中加强混凝土施工程序、 工艺管理， 楼板裂缝是可以控制在最少范围内或者说是可以基 【 4 】 本上得到控制的。 5 参考文献 6 1 曹建军 商品混凝土现浇楼板裂缝的控制 J 1 西北建筑工程学院学 报( 自然科学版) ， 2 0 0 2 ( 2 ) 【 7 】 【 2 】 郑传青 商 品混凝土 现浇楼板裂缝 分析与控 制U 】 露 天采矿技术 ， 2 0 0 6 ( 2 ) 8 【 3 】 徐慧珠 商品混凝土现浇楼板裂缝类型、 成因及控制 J 】 西部探矿工 程， 2 0 0 6 ( 1 0 ) 张廷玺 ， 孙莉 商品混凝土现浇楼板裂缝预防与治理 塔里木农 垦 大学学报 ， 2 0 0 4 (2 ) 李忠涌 现浇板的裂缝 与防治 J 】 住宅科技， 2 0 0 2 ( 9 ) 于红杰， 张彦鸽现浇板裂缝产生的机理及其控制措施【 J 山西建筑， 2 0 0 7 ( 3 3 ) 何锦明， 彭放， 丁正华 商品混凝土现浇楼板裂缝的主要成因及防治 措施 J 】 江西建材， 2 0 0 6 ( 3 ) G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ， 昆 凝土结构设计规范 s 北京 ： 中国建筑 工业 出版 社， 2 0 0 2 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 U 重