（广东鸿益实业有限公司 广东广州 510000）
摘要：现浇混凝土的开裂问题，既是当前建筑工程质量通病治理的重点，也是质量投诉的热点。在混凝土现浇楼板的裂缝中，不同的结构形式、不同的部位、不同原因产生裂缝的形式各不同，有的出现在板四周45。斜裂缝，有的在板中出现裂缝，有的开裂程度还相当严重，产生贯穿性裂缝引起楼板漏水，甚至超过规范所允许的裂缝宽度，不仅影响建筑物的观感、质量和正常使用，同时也对建筑物的耐久性产生一定的影响。本文主要探讨的就是现浇混凝土楼板早期裂缝产生的原因及对策，仅供大家参考。
关键词：现浇混凝土楼板；早期裂缝；产生原因；对策
引言：随着现浇混凝土楼板的广泛使用，提高了建筑物的整体性的抗震性能，取得了很好的效果，受到用户的一致肯定。但随着现浇预拌混凝土的广泛使用，不断出现混凝土产生裂缝的质量问题，其中尤以现浇混凝土楼板居多，并发生建筑质量投诉事件。
1.混凝土裂缝的分类
1.1从混凝土裂缝宽度大小可分为：微观裂缝和宏观裂缝，一般肉眼不可见的裂缝称为微观裂缝，而肉眼可见的在0.05MM以上裂缝为宏观裂缝。
1.2从混凝土裂缝出现的时间可分为：早期裂缝、中期裂缝、晚期裂缝。
1.3从混凝土内部温度变化可分为：温升阶段裂缝、温度稳定阶段裂缝、温降阶段裂缝。
1.4从混凝土裂缝产生的原因可分为：由外荷载引起的裂缝、由结构次应力引起的裂缝、由变形引起的裂缝。
1.5从混凝土裂缝发生的部位及形状可分为：纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、不规则裂缝。
1.6从混凝土裂缝深度可分为：表面裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝。
混凝土宏观裂缝过大过多肯定是有害的，但可以防治和避免，本文主要研究的是由于混凝土早期收缩及温度、湿度变化及施工因素引起的早期裂缝。
2.混凝土现浇楼板早期裂缝产生的原因、特征和表现
混凝土早期裂缝主要是由于水泥水化发生的温度变化、自收缩、因环境因素湿度变化而引起的混凝土体积变形，主要有塑性收缩、自收缩、干燥收缩、温度变形，一些楼板在浇筑后6-12小时内就出现裂缝，有的在浇筑后几天内出现的裂缝。
塑性收缩：也称为硬化前收缩或凝结前收缩，主要是混凝土在塑性阶段表面失水速率超过泌水上升速率时，刚刚施工的混凝土迅速干燥而产生，如果混凝土表面已相当的稠硬没有流动性，这时混凝土又没有足够的强度抵抗因收缩受到限制而产生的应力时就产生了开裂。
自收缩：水泥水化时产生的混凝土收缩。
干燥收缩：水泥水化反应时生成凝胶，凝胶吸水则膨胀，干燥就收缩，干燥收缩往往发生在混凝土硬化过程中，水分挥发混凝土干燥而引起。
温度变形：混凝土因水化或环境因素温度的变化而产生热胀冷缩变形现象。
大家都知道，在混凝土施工期间是没有任何外荷载的，所以在这个期间所产生的裂缝并不是荷载原因所引起，可以认为这个时期产生的裂缝是由于变形而引起，确切地说应该是收缩作用而引起的，引起混凝土收缩主要就是温度和湿度两个因素。而早期混凝土在水化、凝结过程中各种性能又在不断变化中，产生裂缝的影响因素众多，是一个多学科、非常复杂的问题。
2.1混凝土楼板早期裂缝所在部位及其特征
现浇钢筋混凝土楼板早期收缩变形裂缝一般是不规则分布，形似龟纹；温度裂缝由于产生的原因不同，可能是表面裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝，一般是不规则分布，裂缝宽度受温度变化的影响大，热胀冷缩现象较为明显；施工因素裂缝是过早上人、加荷时发生，裂缝一般垂直于主筋，裂缝多数成规则分布。
2.2楼板早期裂缝成因分析
2.2.1塑性收缩变形引起的裂缝
塑性收缩发生在混凝土终凝前的塑性阶段，这一阶段水泥水化反应激烈，混凝土会出现表面泌水，因为外界作用使水分加速蒸发而失水收缩。
商品混凝土配合比设计不当也会加剧引起的收缩裂缝。当前工程施工中，现浇钢筋混凝土楼板的混凝土普遍采用泵送混凝土，其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大，石子粒径又比较小，混凝土的收缩值比采用现场拌制的混凝土要大而容易出现裂缝。
2.2.2温度引起变形而引起的裂缝
如前面所述，现浇钢筋混凝土楼板早期裂缝，主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。
混凝土在水化过程中产生热量，在没有缓凝剂的情况下，通常很快会出现温度峰值，因为混凝土温度升高而引起体积膨胀，随后，由于水化，放热量减小，在外界环境热交换作用下混凝土温度开始下降，且混凝土开始硬化，往往会因为这时的混凝土温度下降而引起的收缩会引起混凝土产生裂缝。
经与外加剂厂家技术员共同分析认为，出现上述裂缝的原因是，一是外加剂没有按照夏天配方调整缓凝剂的掺量和品种，二是路面混凝土配方使用的外加剂用量过少，缓凝时间不够，缓凝剂对温度过于敏感，而路面工程水泥用量大，没有掺加粉煤灰，只掺入少量矿渣粉，水泥水化热出现过早、过大，引起混凝土急剧凝结而产生裂缝，这种裂缝在施工时是很难解决的。
除了水泥水化热而引起的混凝土温度变化外，由于昼夜温差或季节性的温度变化也会引起混凝土的温度变形而产生裂缝。
2.2.3化学收缩引起的裂缝
化学收缩的产生与外界湿度变化无关,主要是由于水泥熟料与水起化学反应的过程中,反应后生成物的平均密度比反应物小,从而产生了体系的体积收缩。若所选用的水泥品种的水化产物中化学结合水量越大,则最终的化学减缩量也越大。
2.2.4干燥收缩引起的裂缝
水泥水化反应时生成凝胶，凝胶吸水后膨胀，混凝土终凝后如果养护不及时或保水不够，会因为混凝土过分失水干燥而引起裂缝。特别是混凝土浇筑后3天内干缩量相当大。
2.2.5施工原因引起的裂缝
近些年来普遍推广使用的PVC管代替金属管以后，使板内有效截面高度受到不同程度的削弱。又因该管与混凝土的线胀系数不一致，这时沿电线套管埋设方向就有可能因为应力集中而出现裂缝。
由于施工安排不当，楼板近支座处的负弯矩钢筋常常被操作人员踩踏下沉，又没有得到及时纠正，使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用，从而引起裂缝的产生。
养护不当也是造成现浇混凝土楼板裂缝的主要原因。混凝土楼板面积大、板厚偏薄，往往高层楼板的混凝土因风大容易失水风干，过迟养护会由于受风吹日晒而引起混凝土水分急剧蒸发，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而产生开裂。
施工单位为了赶工期，过早上材料、过多人员走动而引起刚刚施工的楼板受到荷载或扰动而变形而产生裂缝。实践中有一个项目就因为这样出现了大量的楼板裂缝，施工单位在浇筑混凝土时，第一天不淋水养护方便第二天放线弹墨线，墨线干燥后才淋水养护，这样刚浇筑的混凝土已经过了20多个小时的时间没有保养了；另外，第三天又开始上材料进行上面一层的模板施工，混凝土养护不够，对刚浇筑的混凝土扰动过大，在拆除模板后发现楼板底出现很多的漏水的微小裂缝，一些裂缝在板底显现平行分布（见图3、图4、图5 ）。
图5：
3.裂缝的防治及对策
针对上述裂缝产生的原因，应有的放矢，加强事前控制及事中控制去防止裂缝的产生。建议防治措施如下:
3.1结构设计方面
结构设计中应尽可能做到建筑物刚度的均衡分布，应避免外界环境因素引起的内应力分布不均。严格控制现浇板的最小厚度，设计中在满足设计规范要求的基础上，适当加大结构的厚度，从而增加混凝土的有效截面高度，减少应力集中；同时减少混凝土楼板过薄而面积又大，因温度或湿度变化的原因而引起裂缝。加强重点部位的构造，楼板可双层双向配筋，钢筋改用小直径小间距，适当提高配筋率，在易出现斜裂缝的板角处上下层布置放射性构造钢筋。另外，考虑到楼板设计时往往对边支座按简支假定计算，而施工时楼板与梁是整体现浇，致使楼板实际受力与配筋计算不一致，在结构设计时可适当增大边支座配筋来约束混凝土的收缩裂缝。
3.2施工单位应认真做好楼板裂缝防治专项施工方案。
3.2.1做好模板支撑体系的设计及施工。模板支撑体系的设计应保证其系统具有足够的强度、刚度和稳定性，防止立杆对板面形成应力集中，形成冲击荷载，造成现浇板的内伤。
3.2.2混凝土浇筑时应派专人负责检查，特别是板面负筋的位置，应设置足够数量的垫块或支撑钢筋，以防钢筋被踩下和混凝土漏振、过振引起裂缝。严格控制好现浇板厚，每隔2m须设置一个板厚控制点，楼板模板支撑体系应认真核算，确保支撑体系的刚度和稳定性，禁止提前拆模。施工缝的设置应符合施工规范要求，按照操作要求和规程处理好施工缝，在可能情况下，尽量连续浇筑，不留设施工缝。
3.2.3混凝土养护：混凝土浇捣后，应及时用麻袋、塑料布等覆盖或涂刷防护层，防止混凝土内部水分蒸发；混凝土凝结后，应及时浇水养护，一般在混凝土浇筑后12小时内必须浇水养护，在混凝土浇筑后的3天内是关键，必须保证混凝土保持湿润状态，并尽量延长养护时间。
同时做好混凝土施工前模板的洒水工作，保持模板湿润，不要因为模板干燥而吸收混凝土的水分，加速混凝土干燥而产生裂缝。
3.2.4在混凝土终凝前进行二次抺面，混凝土表面经第二次压实抺光后可增加混凝土表面的密实度，可减小混凝土内部水分过快挥发，又可以修复混凝土收缩后产生的微小裂纹。
3.2.5控制好刚刚施工完毕的混凝土楼板面上荷时间及材料堆放。严格控制板面上人、上荷时间是防止楼板开裂的有效措施，严格按照规范规定的混凝土强度未达到1.2 MPa时不准上人施工，并结合施工现场温度，进行时间量化。规定板面上人放线的时间及板面吊运模板、钢筋等材料时间。吊运材料时应做到少吊、轻放，其位置应避开楼板跨中部位，力求减少吊运荷载对楼板造成的冲击。严格控制楼板的拆模时间，要等到楼板混凝土同条件养护试块达到规范规定的强度值后，方可拆模。
3.3混凝土搅拌站应加强原材料的控制，严格控制原材料的质量，做好混凝土的级配，优化混凝土配合比设计。
3.3.1在满足施工方对预拌混凝土性能要求以及国家相关标准和规范要求的前提下，尽量控制好混凝土的水泥用量、水灰比、坍落度等参数。减小水泥用量和水用量，采用小砂率，减小多余水分的蒸发而出现的收缩或干缩裂缝。
做好胶凝材料与外加剂适应性试验，每批次新材料进场时，必须做适应性试验，防止胶凝材料与外加剂不适应而增加坍落度损失或者产生急剧凝结而产生裂缝。
3.3.2材料选用方面，选用优质、合适的材料，严把材料进场检验关。
对所使用的水泥进行严格的强度、体积安定性测试，合格后方可使用。尽量选用低水化热、比表合适、低碱、低需水量、凝结时间适中、与外加剂适应性好、稳定性好的水泥。有文献记载，水泥C3A含量≧7％、水泥比表≧370时，水泥的水化热明显增大（有人通过试验发现，水泥C3A含量每增加1％，其标稠用水量也增加1％，混凝土用水量也增加6-7公斤/M3）。水泥颗粒形状及细度公布对水泥性能及与外加剂的适应性都有较大的影响。有研究表明，水泥中3～30μm的颗粒对水泥强度增长起主要作用,大于60μm的颗粒则对强度不起作用,但起稳定体积的作用,因此 3～30μm的颗粒应占90%;小于10μm的颗粒起早期强度的作用,且需水量大,其中小于3μm的颗粒只起早强作用,而流变性能好的水泥小于10μm的颗粒应当小于10%。此外,不少研究结果指出,水泥的颗粒形状对外加剂的适应性起明显影响,水泥颗粒越接近球形,其比面积越小,外加剂塑化效果就越好。辊压机作终粉磨时,水泥颗粒形状复杂,需水量偏高,因此一般认为,辊压机作终粉磨时适应性不如球磨机粉磨的水泥适应好。
尽量有足够的水泥储存，避免因为水泥出厂温度过高而引起混凝土温度过高、水化过快而产生裂缝。水泥粉磨时水泥粉温度一般在100度左右，如果水泥厂储存量小，新粉磨的水泥出厂温度在80度左右，如果这样的水泥马上用于混凝土生产，则会增加混凝土温度、加速水泥水化，增加水化热而产生混凝土裂缝。
尽量选用优质粉煤灰、矿粉代替水泥，减小水化热。粉煤灰、矿粉可占胶凝材料的50％。有研究表明，优质粉煤灰掺量达到20％以上时，因为粉煤灰的微膨胀性，可以抵减混凝土的收缩，大大减小裂缝的产生。矿粉不具有微膨胀性，抗开裂性能不如粉煤灰。
合理选用外加剂，控制好外加剂的掺量和使用方法。外加剂是在混凝土施工过程中，拌合前或额外拌合时加入，用以改变混凝土性能的一种外掺材料。一般在混凝土中加入外加剂后，可取得以下效果:延缓混凝土的凝结时间和降低水化热;减少水泥用量;减少用水量;提高混凝土的密实性和抗渗性;改善混凝土性能，推迟、延缓水泥水化热作用。在实际工作中,为尽量消除外加剂对混凝土裂缝产生的可能影响,特别是为防止混凝土浇筑后几天甚至几个小时即发生的裂缝, 建议采用收缩率比较小,特别是早期收缩率比较小的外加剂,如外加剂厂家无此类数据,应采取对比试验的方法来选择合适的外加剂,具体做法为:采用生产实际要使用的水泥、砂子、石子等原材料,在相同混凝土配合比条件下,掺加不同品种的待选外加剂,分别检测并计算其1天、3天、7天、28天的收缩率比值,其值最小者可作为合适的外加剂选用。
粗细骨料的含泥量应控制在2%以内。粗骨料起着抑制收缩作用，在选取时尽量选用弹性模量较高的粗骨料，选用级配良好、粒径偏粗的碎石子，碎石子粒径宜为0.5cm-3cm；细骨料宜选中砂，其中要严格控制砂石料的含泥量和泥块含量，同时降低砂率、合理配制粗骨料级配和尽可能地提高每立方米混凝土中石子含量，这些都可减少混凝土的收缩。
3.4混凝土搅拌站的骨料仓库增设雨棚，雨天时可以防止骨料水分过大且不均匀，高温天气又可以减小因暴晒而增加骨料温度，必要时可以通过喷雾水为骨料降温、保湿。
4.弥补裂缝的处理方法
在采取了上述防治措施后，由于各种原因仍会出现楼面裂缝，在不影响结构的安全前提下，可采取如下方法进行处理:①如果裂缝比较多、面积较大，可以通过在找平层中增设钢丝网或钢筋网进行加强，以提高楼板的整体抗裂性;②对于一般楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，干燥后用环氧树脂浆液灌缝或涂刷表面进行封闭;③对一般楼板裂缝，可用清水冲洗干净后，用1:2或1:1水泥砂浆灌抹，压平后养护即可;④当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用1:2水泥砂浆抹平，也可用环氧树脂胶泥灌抹;⑤对于楼板底的裂缝可采用强度较高的复合增强纤维布条等材料对裂缝作粘贴加强处理。
参考文献：
[1]杨粤黔.李少波.现浇钢筋砼楼板裂缝产生的原因及防治措施[J]. 桂林工学院学报.2002(09)
[2]卞葆芝.张师恩.商品混凝土的塑性裂缝及防治[J].混凝土.2001 (12)
[3]刘天宝.牛金富.杨海创.钢筋混凝土现浇板裂缝的成因及防治措施[J]焦作大学学报.2003(06)
论文作者:钟浩权
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/27
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 楼板论文; 水泥论文; 水化论文; 温度论文; 外加剂论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;