關(guān)于鋼筋混凝土樓板的裂縫控制
關(guān)于鋼筋混凝土樓板的裂縫控制
河北建新建筑股份有限公司 郭亞峰
提要：鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因及其預(yù)防控制和處理措施。
鋼筋混凝土樓板裂縫是工程建設(shè)上一個較常見而又難于解決的實際問題。裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命等。因而防止樓板開裂已成為大家共同關(guān)心的課題。本文從施工的角度出發(fā)，探討樓板裂縫產(chǎn)生的原因以及防治措施。
一、樓板裂縫常見的幾種情況
1、斜向裂縫：多分布在房屋外墻轉(zhuǎn)角所在房間的樓板上。裂縫一般成45°斜向，有時一只角同時出現(xiàn)兩條裂縫，裂縫基本上為上下貫通。如某七層框架商住樓工程，結(jié)構(gòu)總長度約為100m，設(shè)有兩道溫度縫，其基礎(chǔ)一側(cè)為條形基礎(chǔ)，其余為獨立承臺基礎(chǔ)，在工程交接時后兩個月左右突然出現(xiàn)在靠其中一條溫度縫的一跨柱角樓板有45°裂縫，從三層至六層樓板每層均有3條，但均未貫穿樓板。
2、縱橫向裂縫：主要表現(xiàn)為縱橫向裂縫。如某教學(xué)樓，其現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板大面積出現(xiàn)寬度0.1-0.3mm不等的縱橫向裂縫。
3、表面龜裂：此類裂縫主要表現(xiàn)在施工過程中產(chǎn)生的裂縫。容易控制與處理。如某在建工程，因板面面積大，在晚上澆混凝土，第二天早上派人澆水，但前面澆，后面就干掉，到中午時板面出現(xiàn)龜裂縫，用肉眼可辯識。
二、樓板裂縫的原因分析
1、干縮裂縫 混凝土干縮主要和混凝土的水膠比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。硬化混凝土在約束條件下的干縮是樓板產(chǎn)生裂縫的一個比較常見的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸發(fā)會引起混凝土干縮。此外，樓板混凝土的收縮也受到結(jié)構(gòu)的另一部分（如混凝土梁、柱）的約束而引起拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時混凝土將會產(chǎn)生裂縫，并且能夠在比開裂應(yīng)力小得多的應(yīng)力作用下擴展延伸。
2、塑性收縮裂縫 塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓面使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。
3、支撐沉陷裂縫 新澆混凝土樓板容易在模板、支撐變形的情況下產(chǎn)生裂縫。由于支撐的剛度不足或梁板支撐剛度差異較大，在荷載作用下變形沉陷，施工期間的過度震動使支撐剛度變異部位多次瞬間相對位移以及過早拆模等等都可能使混凝土在發(fā)展足夠強度以支撐其自身重量之前產(chǎn)生裂縫。沉陷變形也是混凝土樓板裂縫開展的另一個常見原因。
4、溫度裂縫 混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。
5、化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫 堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。
就施工因素來說，樓板的模板、支撐變形或沉陷，混凝土的制作和搗實工藝等許多方面的施工質(zhì)量問題以及缺乏養(yǎng)護都會增加產(chǎn)生裂縫或引致裂縫發(fā)展的可能性。因此，裂縫的發(fā)生和延伸開展與混凝內(nèi)在的特性和多種施工因素可能同時存在某種關(guān)系。也就是說，同一條裂縫的開展往往由多個原因所造成。
三、針對裂縫產(chǎn)生原因，在施工因素方面應(yīng)采取的預(yù)防措施
1、嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量，混凝土應(yīng)使用設(shè)計允許的最小水泥用量和能滿足和易性要求的最小用水量，設(shè)備允許情況下，不要用過大的塌落度。使用各種外加劑時要注意，盡量不要選用增加混凝土干縮的外加劑；選擇合適的水泥品種，使混凝土收縮減少，凝固時間合適;混凝土內(nèi)砂石水泥的級配力求最優(yōu)。
2、澆筑混凝土之前，將模板澆水均勻濕透。
3、模板及其支撐系統(tǒng)要有足夠的剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。樓板模板支撐的間距要適宜，使樓板模板剛度與梁模板剛度不至于相關(guān)太大，在與施工井架相接的或施工運輸頻繁經(jīng)過的樓板模板中適當(dāng)加強模板支撐系統(tǒng)。
4、了解預(yù)拌混凝土的級配情況，對某些級配的混凝土，不要過度振搗樓板混凝土，過度的振搗會混凝土產(chǎn)生離析和泌水，使混凝土樓板表面形成水泥含量較多的砂漿層和水泥漿層，容易產(chǎn)生干縮裂縫。由于一般樓板的厚度不大，使用平板振動器勻速拖過一次就可使樓板的混凝土成型密實。要在混凝土沉淀收縮基本完成后才開始樓板的最終抹面。
5、在樓板的混凝土施工完成后，要等樓板混凝土有一定的強度后才進行下一道工序的施工。在混凝土終凝初期應(yīng)避免施工荷載對樓板產(chǎn)生較大的震動。特別是與施工井架相接的樓板，其混凝土施工完成是最后的，而上施工荷載受震動是最早和最頻繁的。有些施工單位為搶工期，在樓板混凝土搗制完成后第二天就上人上材料進行下一道工序施工，往往導(dǎo)致這位置的樓板多處產(chǎn)生裂縫。
6、施工期間不要過早拆除樓板的模板支架，且要注意拆模的先后次序。必要時可在拆除模板后在適當(dāng)位置上安裝回頭頂。施工機具和材料不要集中堆放在一塊樓板上，避免造成較大的荷載使還未達(dá)到強度的混凝土樓板產(chǎn)生裂縫。
7、了解預(yù)拌混凝土的收縮曲線，加強混凝土養(yǎng)護，保持混凝土樓板表面濕潤。在常溫下養(yǎng)護不少于兩周，特別是在混凝土終凝初期，要嚴(yán)格按要求進行澆水養(yǎng)護。養(yǎng)護期后，在施工期間特別干燥的時候也應(yīng)進行澆水養(yǎng)護。
四、裂縫的處理
修補前需要對樓板裂縫進行檢測與研究以確定裂縫部位，開裂程度和裂縫產(chǎn)生的原因等。根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待，及時處理，以保證建筑物的混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法：
樹脂灌注法 環(huán)氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料，它具有較高的機械強度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學(xué)侵蝕，樹脂可以灌入到0.05mm的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當(dāng)裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時，通常不易采用樹脂灌注法。北京冶建工程裂縫處理中心開發(fā)的具有國際領(lǐng)先水平的YJ-自動壓力灌漿技術(shù)是樹脂灌注法的最佳工法之一。
聚合物浸入法 A低粘度的液態(tài)樹脂可用來密封路面、橋面的不小于0.1mm的裂縫。將樹脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂縫構(gòu)筑臨時的堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。B更適合封閉多重?zé)o規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。
釘合法 當(dāng)必須恢復(fù)主裂縫斷面的抗拉強度時，使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會損壞周圍結(jié)構(gòu)的場合下用來鎖閉活動裂縫。用相對薄而長的金屬“縫合U形釘”跨過裂縫嵌入事先開好的槽溝中，用無收縮砂漿或者環(huán)氧樹脂基粘合劑來固定。
表面封閉法 這是最簡單和最普通的裂縫修補方法。用于修補對結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過密封裂縫來防止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。
灌漿法 A普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)上的裂縫，有時通過注入硅酸鹽水泥砂漿來密閉。B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，和水反應(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，起到封閉裂縫的作用，可在潮濕環(huán)境中使用。
鉆孔嵌塞法 這種方法通常用來灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水，孔中應(yīng)填入柔性瀝青來代替砂漿；如果灌注栓塞的作用比較重要，孔中則要灌注環(huán)氧樹脂。
柔性密封法 通常將活動裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\動節(jié)縫是比較適宜的辦法，沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧�。�?jié)縫底部使用隔離層。
粘貼法 當(dāng)運動不止作用于一個平面時，或者過度的運動已超過一個普通尺寸的凹槽所允許的范圍時，或者不可以切割出槽時可使用這個方法。用柔性的密封帶蓋住裂縫，僅將帶的邊緣部分粘住。
附加鋼筋法 A.普通鋼筋首先將裂縫密閉，然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔，將環(huán)氧樹脂注入孔內(nèi)，再將鋼筋插入孔中使之粘合成整體。B．外部施加預(yù)應(yīng)力通過后張法施加應(yīng)力，來加強結(jié)構(gòu)件的主要部分或者封閉裂縫。
干嵌填法 用手工將低水膠比的砂漿連續(xù)嵌入裂縫，形成與原有混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接的密實砂漿。先在裂縫表面開槽，大約25mm寬、25mm深，清理后涂刷界面劑，連續(xù)嵌入低水膠比的砂漿。
迭合面層法 當(dāng)結(jié)構(gòu)表面存在大量的裂縫，而且采用其它辦法單獨處理各個裂縫過于昂貴時，用這個方法來密閉，覆蓋（不是修復(fù)）裂縫非常有效。對于偶然出現(xiàn)大面積網(wǎng)狀裂縫使用該法很有效。
自閉合法 混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”，這是在存在濕氣并且沒有拉應(yīng)力作用時發(fā)生的一種現(xiàn)象。機理：由于周圍空氣和水中存在一氧化碳，使水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生碳化作用，結(jié)果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內(nèi)析出并生長。晶體組合交織產(chǎn)生一種機械粘接作用，又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學(xué)粘接作用所增強，最后混凝土裂縫部位的抗拉強度得到一定的恢復(fù)，裂縫也被密閉了。主要用于修補潮濕環(huán)境的結(jié)構(gòu)。整個自閉合時期的水飽和必須連續(xù)保持。
涂層及其它表面處理法 修復(fù)開裂的混凝土結(jié)構(gòu)可以使用范圍很廣的表面浸漬密封劑和涂料。如果混凝土開裂已經(jīng)穩(wěn)定，則可通過涂料獲得成功地修補，但不適合低溫區(qū)域操作�！�
