某框架楼混凝土顶板裂缝原因简析*

周建梅

（内蒙古科技大学化学与化工学院，内蒙古 包头 014010）

某框架楼混凝土顶板裂缝原因简析*

周建梅

（内蒙古科技大学化学与化工学院，内蒙古 包头 014010）

本文针对某框架混凝土顶板裂缝, 通过检测, 主要从材料、混凝土施工工艺等方面,分析混凝土顶板裂缝产生的原因,并提出修补和预防措施。

顶板混凝土;裂缝

1 工程概况

某框架楼, 设计为地下一层, 地上11层的全现浇框架结构。该楼采用混凝土灌注桩及承台梁基础。混凝土强度等级分别为: 地下室、一、二层为C35，三～五层为C30，六、七层C25，八～十一层为C20。内墙用加气混凝土砌块，M5混合砂浆；2008年9月开工, 地上十一层主体于2010年4月完工。2010年8 月对该楼进行砂浆抹面时发现各层顶板存在大量裂缝，其他的柱、墙、梁、板上则均未发现明显裂缝。对裂缝检测和分析原因后，采取对应的修补措施，修补以后，未再发现有新的裂缝出现，而修补过的裂缝也未再发展。

2 裂缝检测结果

顶板在进行砂浆抹面时发现渗水，经分析为上层用水从板底裂缝中渗出。从渗漏水线和现场分析，裂缝均为贯通性裂缝，且呈不规则状分布,属典型的现浇板收缩裂缝。裂缝主要分布在二层和十层顶板上，缝宽0.05～0.25mm ,如图1和图2所示。经过一段时间的现场连续监控，未发现以上裂缝的进一步发展和新的裂缝出现。

图1 第二层顶板裂缝图

图2 10层顶板裂缝图

3 裂缝原因分析

表1 混凝土配合比表

3.1 材料

所用混凝土为商品混凝土,坍落度一般160～180mm，实际初期施工混凝土坍落度为200mm左右,采用混凝土泵施工。

配制混凝土所用水泥为内蒙蒙西普通硅酸盐P·O42.5水泥，28d强度为48.8～51.6MPa，高于强度值42.5MPa，水泥质量符合国家标准。粉煤灰(FA)为包头达旗电厂II级灰, 品质检验合格。砂子采用包头清水砂，表观密度2.65g/cm3，堆积密度1.560kg/m3，细度模数2.9，品质合格。石子为包头青碎石，最大粒径31.5mm。外加剂为北京方兴建材JF-9减水剂。因此，从混凝土搅拌站提供的上述原材料质量证明书、复验报告、混凝土强度实验报告和现场原材料抽样分析的结果来看，可以排除各种原材料不合格的因素。

二层顶板混凝土设计强度等级为C35，十层为C20，配合比见表1。施工现场分别取样39组，作抗压试验,平均强度C35为42.6MPa，C20为25.3MPa。因此，该配合比满足设计要求。

但是,根据一些研究[1-3]成果,该配合比的水泥用量较高,水灰比小, 使混凝土内部发热量大,混凝土收缩值大。因此产生较大的温降收缩和自身体积收缩。在适当的结构条件和工艺条件下,可能产生裂缝。

3.2 施工及气候的原因

查阅该框架楼施工资料知道，二层的顶板施工期为9月份, 气温相对较高，温差也大，若养护不善或养护期过短,则很容易产生顶板的收缩裂缝。而十层施工期为3月份，是该地区较为寒冷、干燥的一个时期，每天于21时施工完毕后，混凝土正处于初凝期，强度尚未有大的发展，作业面又没有防风措施，导致混凝土失去水分过快，引起表面混凝土干缩，产生裂缝。根据有关资料记载，当风速为7m/s时，水分的蒸发速度为无风时的2倍；当相对湿度为30%时，蒸发速度为相对湿度90%时的3倍以上。假如将施工时的风速和湿度影响叠加，则可推算出此时的混凝土干燥速度为通常条件下的6倍以上。另外，从裂缝绝大多数集中在构件较薄及与外界接触面积最大的楼板上这一现象也可证实，开裂与其使用的材料关系不大，而受气象条件的影响大些。

另一方面，在调查中也了解到，施工中有些施工人员素质差，为了省时省力，随意加水，加大水灰比，如果养护不到位，则极容易导致干缩裂缝的产生。而从混凝土构件较为明显的局部存在跑模、漏浆等外观缺陷及施工中施工人员对已出现的细小裂缝不够重视等方面，也可以看出,施工队伍的质量控制水平比较差。

3.3 其他因素

经调查,该框架楼施工期间整体下沉量不足3mm，而且均匀沉降；模板拆除后未发现梁板底部弯曲下沉现象，而且施工期间亦未受到其他震动。因此，基本可以排除其他因素(诸如支撑下沉、外力作用等)对楼层顶板的影响。

4 修补办法及效果

经过以上的调查分析，本框架楼的结构是安全的，梁板的承载力是满足设计要求的。参照日本混凝土工程协会制定的《混凝土工程裂缝调查及补强加固规程》4.2.3条款之规定，小于0.3mm的裂缝无须修补。但考虑到本工程的重要性和业主对此问题的重视程度，同时也为了防止钢筋锈蚀而影响耐久性，本着预防为主的原则，决定按照需要修补的规定进行修补。具体修补措施如下：

楼板基底用钢丝刷清理干净后，用低黏度改性环氧树脂沿缝涂抹，宽度100mm。自然干燥后尽快粉刷封闭。

修补以后，未再发现有新的裂缝出现，而修补过的裂缝也未再发展。由此可以断定当时对主要原因的分析和处理办法是正确的。

5 顶板混凝土裂缝预防措施

（1）延长混凝土拆模时间。养护7d的抗压强度值接近达到C30以上,由此确定顶板结构拆模时间至少为7d。

（2）减少混凝土坍落度。根据施工经验, 确定混凝土的坍落度为140～160mm。

（3）加强养护。一般在板顶面蓄水养护, 保证水化用水充足,减少收缩;同时,也可以使一些微小裂缝愈合。

（4）加强施工现场管理,杜绝施工人员随意加水。

通过以上措施,基本控制了新浇混凝土段不发生和少发生裂缝。但从上述分析, 尚需从混凝土结构、材料( 和配合比) 、工艺等方面的改善来控制混凝土裂缝的发生和发展。

[1]蒋正武等.国外混凝土自收缩研究进展评述[J].混凝土, 2001,( 4):30-33.

[2]覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土, 2001,( 7):3-7.

[3]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M]. 北京:中国电力出版社,1999.

*内蒙古科技大学创新基金（2009NC026)

周建梅（1972-），内蒙古包头市人，副教授，从事材料合成及应用科研与教学工作。

[单位地址]内蒙古科技大学化学与化工学院(014010)