1、浅谈楼面裂缝的防治【摘要】本文主要论述了工程建设过程中体系中混凝土裂缝形成主要因素，对此进行了分析总结，并对混凝土裂缝形成的成因和控制进行了深入的探讨。通过对混凝土裂缝形成的原理、裂缝防治的方法和措施进行阐述，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，满足建筑结构安全稳定等要求。【关键词】 混凝土；裂缝；施工混凝土裂缝是混凝土硬化过程中，由于混凝土脱水，引起收缩，或者受温度高低的温差影响，引起胀缩不均匀而产生的裂缝。目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是
2、混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。国际发展趋势表明，建筑物维修、改造业已成为当今社会的热门课题，而混凝土裂缝无处不在，无法避免，建筑物的破坏往往是从裂缝开始，因此，对裂缝的控制和处理至关重要。 特别是住宅楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉等一系列的问题。现结合多年来大量施工实践中的经验和教训，以及裂缝的防治处理，来分析如何防治楼面的裂缝。 一混凝土裂缝主要原因混凝土裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题，混凝土裂缝原因形成主要因素综合起来可以分成四个方面：设计因素、材料和混凝土配合比因素、施工及现场养护因素。根据这三种因素，本人做如下归纳：1.1 设计原因设计中导致裂缝的主要成因有
3、这几点：1、设计中结构中断面突变，导致应力集中所产生的构件裂缝。2、设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等） 。3、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）。4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。因此，在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系，所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施；而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。 积极采用补偿收缩混凝土技术，常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的，可在混凝土中掺
4、用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。重视对构造钢筋的认识，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量。1.2 材料和配合比原因1.2.1 材料原因混凝土材料选用中导致裂缝的主要成因有这几点1、粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。2、 混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，导致混凝土收缩严重，也是产生裂缝的重要原因。3、水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大，粉煤灰及矾土水泥收缩值较小，快硬水泥收缩大。4、水泥等级及混凝土强度等级原因：
5、水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大，越易开裂。1.2.2 混凝土配合比原因1、设计中水泥等级或品种选用不当。2、配合比中水灰比（水胶比）过大。3、单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。4、配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。5、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。因此，在选材和配合比设计方面要根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。积极采用掺和料和
6、混凝土外加剂。正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。1.3 施工及现场养护原因1、现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实行和均匀性，诱导裂缝的产生。2、对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。3、大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不
7、到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。4、现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。因此施工操作方面注意以下事项：1、浇捣工作：浇捣时，振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2、混凝土养护：混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能产生收缩。3、混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等） ，避免水化热高峰的集中出现，降低峰值。浇捣成型后，应采取必要
8、的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防治由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。4、避免在雨中或大风中浇灌混凝土。5、夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。二关于现浇混凝土楼板施工中裂缝的控制本人回顾了近年来的工程施工过程中遇到的裂缝的，试想从裂缝的现状、成因、裂缝控制措施等方面，谈谈自己粗浅的看法。2.1 混凝土楼板裂缝的状况建筑物混凝土楼板裂缝一般都发生在施工后期及使用后，裂缝主要发生在以下部位：a 现浇楼板跨中，沿进深通长方向；b 沿负弯矩筋边缘，进深方向；c 模板四角 45 折角处；d 沿电线管预埋方向；e
9、施工缝处。裂缝深度多为贯通裂缝和纵深裂缝，少部分为表面裂缝和浅层裂缝（h0.1H 为表面裂缝；0.1Hh0.5H 为浅层裂缝；0.5Hh1.0H 纵深裂缝；h=H 贯通裂缝。H：板厚，h：缝深。 ）按裂缝出现时间统计多为中期裂缝。 （早期裂缝一般出现在 3 个月之内，中期裂缝均在 6 个月之内，其后 12 年或更长，属后期裂缝） 。裂缝宽度在 0.1mm0.5mm 居多。个别的大于 0.5mm，或只有0.05mm。裂缝形态呈上宽下窄形式，或肉眼只观察到上部裂缝，下部没有缝，但浇水试验，渗水轨迹清晰。裂缝呈现一定的规律性，即大开间多、小开间少；南向房间多、北向房间少；底层多、上层逐渐减少；进深方
10、向多、开间方向少；条形楼中间单元多，边单元少。2.2 混凝土楼板裂缝原因分析由于裂缝具有较明显的规律性和普遍性，排除了偶然因素的影响（如设计失误施工事故等） ，它反映了目前在工程结构领域中一个相当普遍的问题，就是建筑物裂缝问题。大量的调查与实测研究证明，砼裂缝原因有两类：第一类，由外荷载直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝；第二类，由变形作用引起的裂缝，变形作用包括温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降变形。大部分浇现浇楼板大量裂缝的出现并非与荷载有直接关系，通过对现浇楼板裂缝现状的调研、分析可以认定，90%以上的裂缝是由变形作用引起的；在变形作用中，由地基不均匀沉降变形引起的裂缝发生的很少，主要
11、是温度变形和收缩变形引起的。由于这两种变形受到约束超过砼的抗拉强度，导致裂缝产生。砼的收缩变形和温度应力是其本身固有的物理化学性质。砼的收缩包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩。塑性收缩在砼硬化前，时间较短，而碳化收缩在后期。对砼影响最大、时间最长的就是干燥收缩，即干缩裂缝。干燥收缩主要是砼在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。砼中由于集料的干燥收缩很小,主要是水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩理论，目前尚未统一（有毛细管张力学说，表面吸附学说，夹层水学说等） ，但大多数研究成果认为，砼是具有大量孔隙的材料，孔隙的半径颇不一致，半径小的毛细孔，半径约小于 300A（A=10-10m） 。其中水分
12、蒸发引起孔壁压力变化，导致砼体积的缩小。砼内除少部分水提供水泥水化的需要，其余大部分水分都要蒸发掉，收缩变形同时发生，砼的水分蒸发，干燥过程是由表及里逐渐发展的。由于砼蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，据有关资料介绍，砼最终收缩完成的时间约 20 年，一年内收缩值为 20 年总值的 60%-85%。在调查中发现出现裂缝的时间大多在主体工程完工后 3-10 个月之间。而且条形楼砼板收缩裂缝的薄弱部位在中间，裂缝方向与条楼垂直，这一力学特征与前述裂缝的规律性是一致的。再如温度应力，水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥约放出 50.2 卡的热量，从而使砼内部温度升高，在浇筑温度的
13、基础上通长升高 35，如果使施工规范规定的最高浇筑温度 28，则可使砼内部温度达到六十多度，因为砼内部与表面的散热条件不同，所以中心温度高，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。现浇砼楼板是表面系数较大的构件，上述砼的温度应力和收缩变形，如果是完全自由的，变形达到最大值时，内应力为零，也就不会产生裂缝。如果变形受到约束，在完全约束状态下内应力达到最大值，而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解为约束变形和显现变形（实际变形） ，也就是说，在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如结构能满足要求不再产生约束应力；如结构没有条件满足要求，则必然产生约束应力，
14、超过砼的抗拉强度，导致开裂。目前砖混结构中的现浇板，由于抗震要求，不仅有墙体的约束，而且有圈梁、构造柱的约束，可以说约束非常“强大” ，前述裂缝下层多、上层少，呈规律性，验证了下层约束的“强大” 。所以说，只要砼的温差应力和收缩变形这一固有本性不变，只要有约束存在，现浇砼板的裂缝就是不可避免的。这就是砼楼板裂缝的内在原因，是事物发展的内因。砼现浇板裂缝是不可避免的，除了内因条件外，还有外因条件的作用，外因通过内因起作用。外因条件，季节温差对楼板的影响。在工程施工过程中，主体工程不是在炎夏就是在严冬，砼现浇板一年内季节温差 40-60，尤其是越冬的建筑物，主体完工后即停止养护，处于完全干燥状态。
15、现浇板在这种反复温差作用下，砼内部产生温差应力，必然引起变形，但其变形却受到圈梁构造柱和墙体的约束，造成现浇楼板在四角折角处和房间中部受拉产生裂缝。2.3 裂缝与施工质量控制水平的关系裂缝与施工质量控制水平有着重大的关系，是由内因外因共同作用下产生的。砼是粗集料、细集料、和无机胶结材料（水泥）和气体组成的非均质堆聚结构，充满着微观裂缝，但肉眼是看不到的。在建筑工程实践中，是以肉眼可见与不可见裂缝作为裂缝存在与不存在的相对标准。肉眼可见裂缝的起始范围约为 0.02-0.05mm，从对工程有害影响方面和最小界限判断，0.05mm 较为合适，即认为建筑物存在小于 0.05mm 的裂缝为无裂缝建筑。控
16、制最好的现浇板可能是这种情况，但以此为标准，显然不可能，因此，国内外规范都以最大允许裂缝宽度作为裂缝控制标准。因此不出裂缝只是相对的。合理的施工控制，可以大大减少裂缝的出现。2.3.1 裂缝的出现与养护条件的关系干燥的环境对早期砼的抗裂能力有严重影响，国内有关试验表明，湿润养护的砼其极限拉伸值比干燥养护的要大 20%-50%。日本学者神田等人曾对养护条件与砼耐久性的关系进行了研究，认为养护条件可改变砼结构、浸透性及吸水性等性能。特别是砼表面，因其早期水分散失，砼强度降低，不能抵消张拉应力，故易产生裂缝。特别是泵送砼多采用“双掺技术” ，由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了砼孔结构，当表面水分
17、蒸发散失时，由于保水性好毛细管不易形成，内部水分难以外移平衡，使现浇楼板表面层与内部的湿度梯度增大，表面失水干燥，而引发裂缝。裂缝一旦产生，开始的微裂缝和楔形裂缝的尖端起到毛细管的吸水作用和楔劈作用，收缩应力集中，裂缝向下延伸，此种裂缝一般发生较早，当砼再次经历温差变化及干缩变形时，应力集中于原有裂缝处，致使原有的部分裂缝裂透。2.3.2 裂缝的形成与砼早期扰动的关系根据 GB50204-92砼结构工程施工及验收规范第 4.5.4 条规定“在已浇筑的砼强度未达到 1.2N/mm2 以前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。 ”此时能否在其上进行砌筑活动，值得讨论。而目前的普遍状况是第一天浇筑砼，第
18、二即开始砌筑，而且施工荷载严重超标，养护随即停止。砼楼板在停止养护的干燥环境下受到过载的扰动，影响了砼的致密性。板并非理想的连续匀质体，它的物质组成很不均匀，加之施工扰动，内部存在很多不均衡点，这些点的集中应力，当受到变形作用时，极易产生裂缝。2.3.3 裂缝出现的部位与薄弱环节的关系施工缝处，多是接搓处理不细，致使新旧砼衔接不紧密，砼凝固过程中收缩变形引发裂缝。预埋线管部位。在线管预埋时不按规程严格操作，致使线管位置的保护层厚度失控，有的多管交叉，如不仔细处理会使局部截面削弱，抵抗砼变形能力减小，在砼产生温差应力或干缩时，在此位置引发裂缝。早期塑性裂缝，中后期产生的裂缝，有许多是早期裂缝的发
19、展，这种裂缝一般发生较早，在砼浇筑完数小时内便出现，有的干缩裂缝是早期塑性裂缝的延伸。目前，随着泵送砼施工工艺的发展，使砼裂缝控制的技术难度大大增加，泵送砼由于流动性与和易性的要求，坍落度增加，水灰比增大，水泥标号提高，水泥用量、用水量、砂率均增加，骨料粒径减小等诸因素变化，导致砼的收缩及水化热作用增加，收缩时间延长。3裂缝控制措施综上所述，让其裂缝不产生是不可能的，但限制一定的裂缝宽度，防止有害裂缝，随着技术水平的提高，使裂缝逐渐减少，或推迟裂缝的发生是完全可以做到的。裂缝控制却是相当复杂的，它涉及到结构设计，地基基础，施工技术，材料质量，环境状态等诸多因素。本人认为，对现浇板裂缝的控制主要
20、应采取以下几项措施：3.1 优化砼配合比优化砼配合比，提高砼抗拉性能。无论是现场拌制的小坍落度砼还是泵送砼，都应当在现有配合比的基础上，进一步试验研究高性能砼，优选有利于抗裂性能的砼级配，尽力减小水灰比，减少坍落度，降低砂率，增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料，比如，目前我市开发研制的复合矿渣磨细粉，对提高砼的抗裂性能比较有利。对设计要求严格控制裂缝的结构，还应掺加补偿收缩的膨胀剂。3.2 改善砼养护工艺改善砼养护工艺，减少砼自身收缩试验证明，养护条件对砼的收缩影响很大，养护 14 天的收缩比养护 3 天的收缩降低约 20%。按施工规范进行养护，能有效
21、地持续地使砼表面保持适当的温度和湿度条件。浇筑时间不长的砼，仍然处于凝结、硬化过程，水泥水化速度较快，养护形成的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生收缩裂缝。同时由于散热时间延长，砼强度的松弛作用得到充分发挥，使砼的总温差产生的拉应力小于砼的抗拉强度，防止贯通裂缝的产生。此外，在潮湿条件下，可使水泥水化充分、完全，从而提高砼的抗拉强度，增强后期裂缝的抗力。在砼裂缝控制措施中，养护工艺是很关键的环节。调研中发现，有的项目始终坚持按规范规定的养护时间进行养护，而且设定专人，改善了养护方法，用喷雾器不间断地轮流喷洒砼表面，即不影响下道工序又保证了养护效果，该项目部基本上没出现过楼板裂缝，这种方法应当提倡和
22、推广。3.3 规范施工操作规程规范施工操作规程，避免砼浇筑后的扰动尽量采用小流水段施工，砼现浇板浇筑后不要过早上人，合适的开砌时间应在楼板砼达到 5N/mm2 后；为使砼不早期受损，且不影响工期，宜采取早强措施；5 N/mm2 值应制作同条件试块，确定达到的天数。楼板浇筑完毕时，新浇砼、模板体系、施工人员、机具、脚手板和手推车等也可能使下一层楼板超载。除非下一层板的砼已达 100%设计强度。一般情况下应在上层的砼浇筑完后再拆下层模板。为防止新浇砼受震动和发生局部的荷载重分布，在楼板砼浇筑后 2d 内不要拆除其下部的任何一层模板和支撑。3.4.重视薄弱环节管理重视薄弱环节管理，控制引发裂缝对施工
23、缝，后浇带、预埋线管部位，塑性裂缝等，应严格按规范施工，制定具体措施，作好技术交底，必要时加膨胀剂，调节砼的收缩。四裂缝处理目前现并行砼楼板施工中彻底杜绝裂缝，还不太现实，而且设计规范允许一定宽度的裂缝出现，一旦出现了裂缝，处理时应遵守以下原则：1.裂缝宽度在设计允许范围内时，可不作处理。2.裂缝宽度超过规范要求时，不要急于处理，先查清开裂原因，一般应待其发展基本稳定后再处理。若影响结构安全的裂缝，不要擅自决定处理意见，应提请设计或主管部门处理解决。3. 不影响结构安全的裂缝应结合使用情况，按下述方法处理。化学灌浆：适用于贯通裂缝，采用专用压力设备，将化学浆液压入缝内，一般化学浆液为环氧树脂、
24、氰凝、聚氨脂等。开槽嵌缝：在原有裂缝位置开槽，槽内清理干净，用密封材料填满嵌实，密封材料有环氧胶泥，密封油膏，聚合物砂浆等。表面涂抹：在裂缝表面涂刷密封涂料或防护砂浆，一般加玻纤布作加劲层，密封涂料采用聚氨脂或环氧树脂，防护砂浆采用聚合物砂浆或氯丁胶乳砂浆。五结语裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，泵送混凝土 施工同样如此。但是，我们应该明白裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，我们在施工中，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，满足建筑结构安全稳定等要求。姓名公司2012 年 4 月
