A 工地楼板混凝土贯穿钢筋裂缝的控制

茆达理

（无锡华太混凝土有限公司，江苏 无锡 214000）

0 引言

裂缝是混凝土结构常见的现象，也是一个非常复杂的问题。任何时候只要各种应力作用导致混凝土产生的应力形变大于混凝土的抗拉能力，裂缝便会形成。现浇楼板出现沿钢筋走向的贯穿裂缝，会引起结构渗漏，严重影响结构的使用功能和结构的耐久性能，甚至危及结构安全，属于混凝土结构外观质量的严重缺陷，必须加以预防和控制。

1 项目及裂缝情况简述

A 工地位于无锡市机场路和汉江路交叉口，主体结构 22 层，裙房 7 层。3～5 层楼板施工时，多次出现大量沿钢筋走向的贯穿裂缝（见图 1）。裂缝最初出现于混凝土初凝前。机械收光使其弥合，洒水养护，次日裂缝再次出现。结构 3～5 层施工时间段为 2013 年 3 月至2013 年 5 月，楼面混凝土设计强度等级 C30。

该工程出现的裂缝分布主要有以下几个特点：（1）裂缝几乎全部沿钢筋方向出现。（2）裂缝只出现在双层钢筋网处，尤其是边角钢筋密积加强区域。单层钢筋网处则未有裂缝出现。（3）混凝土坍落度小、干涩，出现裂缝的几率明显大于稀、软的混凝土。（4）出现裂缝时常伴有高风速、低湿度气象条件，而与温度没有必然的关联性。（5）毛毡覆盖只能减小裂缝宽度，不能杜绝裂缝的出现。

骑缝钻孔观察裂缝情况（见图 2），裂缝主要有三类：（1）存在于板面保护层内的“V”型塑性沉降钢筋缝；（2）沿钢筋走向分布、贯穿楼板厚度的“‖”型贯穿干缩裂缝。（3）两次浇筑接合面处的水平横向裂缝，位于下层钢筋网的上方。

2 裂缝原因分析

2.1 混凝土结构分析

图 1 贯穿裂缝

图 2 骑缝钻孔观察裂缝情况

该工程楼板厚度及钢筋保护层厚度符合现行标准GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的要求，具体要求见表 1。

表 1 该工程楼板厚度及钢筋保护层厚度要求 mm

混凝土原材料质量符合 GB 50164—2011《混凝土质量控制标准》的要求；配合比设计符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》的要求；试块标准养护强度 R28=38MPa，结构实体 45d 龄期回弹强度推定值33MPa，达到设计要求。

2.2 混凝土原材料技术性能及配合比

2.2.1 原材料

（1）水泥：无锡天山水泥有限公司 P·O42.5 水泥，其化学成分分析见表 1，性能指标见表 2，符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》标准要求。

表 1 水泥的化学成分分析 %

表 2 水泥性能指标

（2）粉煤灰：兴化市大垛镇兆美建材经营部 F 类粉煤灰，技术性能参数见表 3。符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准中Ⅱ级 F 类粉煤灰的技术要求。

（3）矿粉：无锡新三洲特钢有限公司 S95 级粉煤灰。技术性能参数见表 4。符合 GB/T 18046—2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准中S95 级技术要求。

表 3 粉煤灰性能指标 %

表 4 矿粉性能指标 %

（4）外加剂：泵送剂 BS-2，其技术性能参数见表5。外加剂含固量、密度、pH 值、氯离子、总碱量符合企业标准要求；其余项目符合 GB 8076—2008《混凝土外加剂》标准技术要求。

（5）石：碎石，其筛分分析见表 6，技术性能参数见表 7。符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中碎石技术要求，5～31.5mm 连续粒级。

表 5 外加剂性能指标

表 6 碎石筛分分析

（6）砂：使用Ⅱ区中砂和特细砂，其技术性能参数见表 8。

（7）水：百兴塘河地表水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》中的技术要求。

2.2.2 混凝土配合比及性能

C30 混凝土配合比及性能见表 9。

2.2.3 裂缝形成的主要因素——混凝土泌水，导致体积缩小

泌水可以理解为混凝土中毛细管内的水面下降，毛细管内弯液面的曲率半径变大，导致表面张力增大，对管壁产生压力。在持续泌水过程中，混凝土处于不断增强的压缩状态，最终表现为体积收缩变小。泌水是由于混凝土拌合物保水能力不足引起的。泌水最初以一定的速度发生，随后泌水速度稳定减少，泌水一直持续到水泥浆充分硬化为止。由于水份蒸发作用的存在，有时在混凝土表面不会形成明显的“积水”现象，特别是低坍落度的混凝土。泌水现象形成的毛细通道，全部空隙均朝相同方向，导致混凝土水平方向和沿浇筑面方向粘结性能均差，抗拉强度低。同时，钢筋附近混凝土截面有效厚度最小。因而“V”型塑性沉降缝、“‖”型贯穿干缩裂缝从钢筋附近区域产生。

表 7 碎石性能参数 %

表 8 砂的性能指标 %

表 9 混凝土配合比及性能

2.2.4 裂缝形成的次要因素——振捣不充分

混凝土振捣的目的有两个：一是使混凝土上下各层之间良好结合，消除混凝土沉降引起的裂缝和泌水，二是使混凝土内摩擦力减小、粗骨料紧密堆积，尽可能获得最高的密实度，从而提高结构强度。混凝土振捣时必须注意，振动棒插入点的间隔距离以及振捣时间要与混凝土的稠度相适应，确保全面均匀振实。本工程对混凝土工作性能的要求“非常严格”，入模坍落度控制 120～140mm，混凝土漏振现象较为突出。主要表现在：（1）混凝土两次浇筑层结合面处振捣不实，形成水平横向裂缝。（2）钢筋附近区域混凝土振捣不充分，混凝土下沉，受到钢筋阻挡而“折断”，保护层内形成“V”型塑性沉降钢筋缝。

3 为防止楼板开裂采取的主要措施及效果

本工程 6～22 层施工中，主要采取以下两个措施来防止楼板混凝土开裂，取得了预期效果，未再有贯穿钢筋裂缝现象的出现：（1）调整配合比，增加混凝土体系 0.15mm 以下细粉含量，提高混凝土入模坍落度，改善混凝土保水性能，减小因混凝土泌水导致的收缩；（2）强化机械振捣作用。混凝土振捣工序作业由 2 人增加至 3 人，振捣时密切关注混凝土振捣的密实效果和振捣间距，使混凝土全部充分密实。

调整前后混凝土配合比及其性能对比见表 10。

表 10 调整前后混凝土配合比及性能对比