现浇钢筋混凝土板开裂原因分析预防与加固措施

2015-04-16王佐

建材与装饰 2015年13期

关键词：楼板现浇裂缝

王佐

（广深铁路股份有限公司广州房建公寓段）

现浇钢筋混凝土板开裂原因分析预防与加固措施

王佐

（广深铁路股份有限公司广州房建公寓段）

分析现浇混凝土楼板裂缝产生的主要原因，提出裂缝预防控制措施，介绍裂缝修补及加固的常用方法。为了对现浇钢筋混凝土楼板裂缝有一个清楚的认识，有必要对裂缝产生的原因进行分析，并对裂缝的预防措施进行一些探讨。

现浇混凝土板裂缝；预防；修补；加固

言引

近年来，建筑行业存在一个普遍的质量问题就是现浇钢筋混凝土板裂缝。例如某社区，在完成建筑施工后，居民在进行装修时发现不同形状的裂缝，有板四角的45°斜裂缝。有穿过板中部的直裂缝，也有不规则的细缝。出现的这些细缝，对住房者造成了很大的心理阴影，因为有些居民不了解建筑行业的相关知识，所以会产生对现浇钢筋混凝板的裂缝害怕。与此同时，因为国家对房改的政策实施，住户会用自己半辈子的积蓄用来买房，自然希望房子没有任何瑕疵，所以就引起了很多的投诉和民事诉讼。

1　现浇混凝土板裂缝的特征和性质

现浇混凝土板裂缝出现的位置、形态大约有四种情况：①在房屋四角的房间，裂缝在板角部，与板边缘约成45°，斜向发展。②穿过板中部，近似直线发展。③沿板边缘，近似直线发展。④不规则裂缝。

很多的裂缝呈现断裂状，上下贯通，即从板面和板底均可看见裂缝。一般的裂缝宽度在0.01～0.35mm之间，上宽下窄，与结构受力裂缝的形式不同。同时裂缝的宽度随着环境的温度与湿度进行变化。比如有些裂缝在夏天不易发现，冬天裂缝的宽度会随气温的降低而上升；部分的裂缝会湿度很大的阴雨天几乎找不到，但在天气较好时，环境的湿度低，裂缝又显而易见了。

从对混凝土板呈现裂缝的形态、位置分析，原因主要是：环境湿度影响、埋线管削弱板截面与混凝土收缩、施工季节或施工养护不合理加大混凝土收缩造成。在结构上说，影响不到结构安全与结构承载力，但却对结构的使用功能与耐久性、美观有影响，是应给予处理的。

2　现浇板开裂原因分析

产生混凝土收缩裂缝的原理是：水泥在水化过程中会生成水热化，因为结构内部与表面升降温的速度不一样，混凝土收缩变形就不一样，当混凝土的收缩变形遭到约束时，如钢筋的约束，可能会生成很大的收缩盈利，在收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，就会造成混凝土裂缝。导致混凝土板开裂收缩与材料、设计、施工、环境等几个方面的因素有关。

2.1材料原因

2.1.1混凝土配比不合理

因混凝土配合比不合理，导致混凝土离析、分层，尤其是梁板结构的板，因为混凝土的离析，会出现上部的富水泥浆层，收缩较大，造成板面裂缝。

目前普遍使用的商品混凝土，为保障商品混凝土的流动特性，塌落度比较大（一般在12～20cm之间），因此其水灰比较大，一般在0.4～0.6之间。由于混凝土与水化反应的水容量一般为20～25%，多数的水是为帮张混凝土和易性的需要，这些水会在蒸发后在混凝土里生成大量的摩西空加大混凝土收缩。混凝土的收缩增大是因为水灰比的增大。

2.1.2混凝土的强度高、水泥使用量大

混凝土的强度高、水泥使用量大，同样会加大混凝土收缩的变形。施工时，为了提高混凝土的强度，水泥使用量从过去的300kg/m3增加到了400kg/m3。增加水泥用量，水化热就高，混凝土的收缩变形也增加。水泥的标号越大，越快硬高大，水泥水化是我发热量就越高，收缩就会越强。

2.1.3粉状参合料多，质量不好引起裂缝

粉剂掺合料的利用，例掺合粉煤灰、矿渣及硅粉等，就会加大混凝土收缩、粉状材料的使用量越大，收缩就会大。

2.1.4减少骨料用量与减小粒径

为确保混凝土的可泵性，施工时一般采用很小的粒径的粗骨料，或者减少组骨料的使用。粗骨料粒径的减小与粗骨料用料的减小，导致混凝土面积的稳定性下降，增大不稳定性，致使混凝土的收缩加大。而泵送混凝土细骨料含泥量偏高，也会导致混凝土收缩量大，出现裂缝。

2.1.5不合理使用外加剂造成裂缝

现在混凝土中使用外加剂有着很大的影响力度，但是不合理使用外加剂会直接造成混凝土质量的问题，而且使用外加剂也会加大混凝土的收缩。一般情况，使用外加剂后混凝土的收缩量大约要增大30～38%。

2.2设计原因

2.2.1建筑平面

收缩裂缝经常收缩在薄弱界面的应力集中上，如结构的凹凸处和角部。在建筑设计时，经常注重建筑功能而忽略结构问题。在建筑平面不合理时，结构设计却没有采取加强措施，在凹凸角处容易形成收缩应力与温度应力集中，而导致板开裂。

2.2.2楼板配筋

板配筋间距较大，尤其是板面抵抗负弯矩的钢筋通长设计，造成在靠近板边缘处沿负弯矩钢筋端部呈现裂缝。但在房屋角部的板角处，因为收缩是双向的，同时没有配置足够的构造钢筋，所以造成45°角斜裂缝。

2.2.3楼板厚度

楼板厚度不足也是引起裂缝的原因之一，钢筋与混凝土构成钢筋混凝土构件的受力，板件较薄，板的刚度一定会减弱，就会增大受拉钢筋和受压混凝土应力，板最后开裂。

2.2.4楼板中暗藏PVC管

因为楼板过薄，所以在藏有PVC管线处楼板截面削弱较大，但楼板跨中部位一般仅有一层下部钢筋，容易呈现顺着PVC管线走向的裂缝，如比如我们看见板中部的通长裂缝通常从灯头处穿过。

2.3施工原因

2.3.1混凝土强度的影响

混凝土强度没有达到设计要求，那么混凝土的抗拉强度下降，从而引起楼板开裂。

另一种情况是施工中混凝土强度提高太多也会产生裂缝。混凝土强度提高一个等级，混凝土的弹性模量随之提高1倍，而抗拉强度却只提高0.5倍。混凝土的弹性模量越大，对变形越敏感，收缩变形也越大，因此也更易出现裂缝。

2.3.2配筋和楼板厚度达不到设计要求

施工中，因为钢筋配置不符合要求，钢筋间距过大与楼板厚度不符合设计要求，都会造成楼板开裂。严重时，会因施工中私自减少配筋量，就会导致构件的安全问题。

2.3.3钢筋保护层过大

铺设跳板是施工浇注混凝土时，施工职员在钢筋上踩踏，导致上层钢筋的保护层厚度过大，出现板面开裂。尤其是负弯矩钢筋没有通长设置时，裂缝经常会呈现在负弯矩钢筋的端部，顺板边缘近似成直线发展。

2.3.4未采取适当的养护措施

对混凝土浇注之后，未按要求进行养护，造成板收缩开裂。比如掺加硅回、外加剂或矿渣混凝土等，都必须严格养护，才能达到提高强度并且控制出现或形成收缩裂缝。

3　预防措施

混凝土收缩开裂是与材料性能有关的固有特性，要想完全阻止裂缝的开展是不可能的，要从施工、设计还有材料等方面进行改进，预防与释放收缩变形形成的应力集中，用来减小和细化裂缝。

3.1设计方面

设计者应该在设计构造上采取合理的措施，加大构件抵抗收缩应力的能力，如：

（1）合理增加板的厚度；

（2）在一样的配筋率条件下尽可能减小钢筋间距，钢筋间距不宜大于150mm；

（3）利用双层双向配筋或在板面无负筋处设置双向钢筋网；

（4）板角部位位置与对角线平行的角部要加强钢筋；

（5）利用预应力钢筋混凝土板，是防止楼板开裂的最有效的方法之一。

3.2施工方面

施工者应充分了解材料变化对混凝土收缩的影响力，采取有效的措施减少收缩。

（1）把握好质量问题，杜绝偷工减料；

（2）注重钢筋绑扎质量，并采取措施保障钢筋的保护层厚度，在浇注混凝土时设置跳鞍，禁止施工者踩踏钢筋网；

（3）要严格把握混凝土配合比，合理掌握水灰比与粉质掺加料的利用；

（4）尽量采用含泥量较少的中沙，以减少混凝土收缩裂缝发生的可能性；

（5）切实加强养护措施；

（6）混凝土外掺杜拉纤维是最好的解决方案，它既能增加混凝土强度，同时也能增强混凝土内部收缩应力，在施工中应用极为广泛，但成本相对较高。

4　裂缝的修补和加固

4.1修补处理

修补的目的是恢复混凝土楼板因开裂而受损伤的防水性、耐久性、外观形象等功能。要综合思考开裂原因、环境条件、修补范围、工期、、经济性、安全性等因素，选择合理的修补方法。进行修补施工时要按说明认真计量、搅拌，认真对基底处理，选择合理的注入量。修补完成后应采取一定的方法检查修补的效果。一般条件下修补可分为灌浆、表面处理、填充等处理方法。

4.1.1表面处理

当裂缝宽度较小、钢筋未受锈蚀时一般采用表面处理的方法。可提高现浇板的防水性和耐久性。表面处理所用材料一般可采用弹性涂膜防水材料、聚合物砂浆等。施工时先用钢丝刷清除混凝土表面附着物，表面打毛，用水冲洗后充分干燥，再将裂缝及周边部分均匀涂抹，施工后注意成品保护。

4.1.2灌浆

灌浆是将环氧树脂或水泥类材料在一定压力下注入到裂缝内部。为保证处理效果，常采用压力灌浆，这样粘结材料易于渗入裂缝内部。灌浆使用的材料以环氧树脂为主，施工时应注意选择合适的温度。我公司管内的走马岗1～9栋住宅厅、房楼板不同程度存在开裂现象，影响视觉美观及无法冲洗地板，住户投诉较多，我公司就是用环氧树脂进行修补处理的，住户反映效果良好。

4.1.3填充

填充法适合于修补楼板较宽的裂缝。施工时沿裂缝处凿开混凝土，在该处充填补充材料。当钢筋已经腐蚀时，应先将钢筋除锈并做防锈处理后再做填充。

4.2加固处理

加固处理的目的在于恢复因裂缝降低的混凝土楼板的的承载力。因涉及到结构安全和使用功能的改变，必须在确认安全的基础上计算承载力，提出合理且详细的方案。常用的加固方法有粘结钢板法、粘结碳纤维布法等。

4.2.1粘结钢板法

通过将钢板作为加固补强材料粘贴在混凝土受拉侧表面，使其与结构共同受力，以提高混凝土楼板的承载力。粘结钢板法使用的主要材料包括钢板和结构胶。因为钢板粘结在混凝土表面，腐蚀条件下应注意防腐问题。结构胶的强度与在各种环境下的持久性包括钢板的腐蚀都直接影响着最后的加固效果。

4.2.2粘贴碳纤维布法

粘贴碳纤维布法是利用碳纤维配套树脂把碳纤维布当成加固补强材料粘贴在混凝土表层，共同受力来提高承载力的加固方式。粘贴碳纤维布法和粘贴钢板法的加固原理基本一样，但更高强高效、施工方便、具有极好的耐腐蚀性能及耐久性。