摘要：为研究混凝土现浇板早期开裂机理与防裂措施，运用有限元软件ANSYS对混凝土现浇板的早期温度场、湿度场及应力场进行数值模拟，并对早期裂缝形成的影响因素进行参数分析。结果表明，温度沿现浇板厚度方向呈非线性分布，现浇板表面的温升幅度小于内部的。现浇板表面湿度减小较快，导致内外干缩变形不一致。板角部位是现浇板应力最大的区域，向区格中心方向逐渐降低。干缩应力是现浇板早期开裂的主导因素，应严格保证养护时间和养护条件。适当增大板厚可以提高现浇板刚度，采用跨度比约为3及区格尺寸较小的现浇板，对于防止板角裂缝有利。
关键词：混凝土现浇板；早期裂缝；数值模拟
一、引言
随着社会经济的高速发展，商品化住宅房越来越多，其结构形式也随之逐步提高升级，现浇混凝土楼板逐步代替了预制多孔板，虽然提高了抗震时楼板的整体性，但随之而来出现了现浇楼板混凝土的裂缝问题，这已成为住户投诉的焦点和热点问题，现浇楼板裂缝不仅给住户带来不安全的心理压力，过大裂缝会影响其耐久性，甚至危及结构安全，因此进行住宅现浇楼板裂缝防治是当务之急，作为施工技术人员、监理人员、设计人员应当高度重视。
二、混凝土现浇板产生裂缝的种类
混凝土现浇板前期产生的裂缝根据宽度不同，将混凝土产生的裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝：其宽度为0.05mm以下。微观裂缝分为粘着裂缝、集料裂缝、和水泥石裂缝三种。①粘着裂缝，指沿着集料的周围出现的集料与水泥石粘结面上的裂缝；②集料裂缝，指存在于集料本身的裂缝；③水泥石裂缝，指分布于集料之间的水泥浆中的水泥石裂缝。宏观裂缝：混凝土宽不小于0.05mm的裂缝是肉眼可见裂缝，亦称为宏观裂缝。宏观裂缝分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。①表面裂缝：混凝土浇筑初期，由于水化热大量产生，在混凝土表面散热情况不好的情况下，混凝土内部温度高、表面温度低，形成温度梯度，使混凝土内部形成应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。②深层裂缝：基础约束范围内的混凝土，处在大面积的拉应力状态，在这种区域内若产生了表面缝。则可能发展成为深层裂缝。③贯穿裂缝：体积收缩变形、地基变形等原因的整个混凝土截面贯穿性裂缝。
三、现浇板产生裂缝的原因
当前混凝土现浇板早起产生裂缝的主原因有混凝土、施工因素造成的裂缝以及因为结构设计不合理而产生的裂缝。因此，主要是从这三个方面综合考核考虑，才能有效的解决混凝土现浇板早起的裂缝问题。
3.1材料引起的现浇板裂缝
从混凝土的干燥收缩机理看，收缩主要是水泥浆体的收缩。水泥的影响至关重要。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。一般说，C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含量对混区土收缩的影响显著。混合材料品种不同也会现浇板的裂缝产生影响，其种类、掺量和比表面积的大小是影响水泥干缩性的主要因素。粉煤灰的比表面积最小，混凝土干燥收缩随粉煤灰掺量的增加而减小。骨料是水泥石收缩的约束相。骨料的弹性模量越大、体积含量越高，则骨料体积压缩系数越小、骨料对水泥石收缩约束度越大，混凝土收缩量越小。骨料的吸水率反映其孔隙率的大小，吸水性影响了骨料的刚度和可压缩性，骨料吸水率高，混凝土收缩大。一般认为，增大骨料最大粒径、降低砂率、提高砂的细度模数都可使混凝土的收缩减小。骨料的清洁程度对抗拉强度影响显著，必须严格控制含泥量。不同外加剂品种对混凝土收缩影响区别较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆早强剂促使水泥早期迅速水化，会增加收缩；缓凝剂可有效控制混凝土早期水化放热速率，但过量掺用，混凝土长时间不凝，会增大塑性沉降收缩，导致混凝土开裂；减水剂能减少混凝土拌和水，降低水灰比，提高混凝土抗渗能力及抗托强度，对减小收缩有利，但过量掺加，混凝土泌水率增大而增加沉降变形。泵送混凝土中掺加矿物掺和料已经普及。相同龄期下，矿物掺和料的存在，无疑将改变混凝土中胶凝材料的水化进程、水化相的孔隙含量和结构，通过影响水化相收缩变形、水化相和未水化相的相对数量，导致混凝土的收缩产生变化。但是，由于掺和料种类和品质、掺量以及水胶比、养护条件等因素的影响，矿物掺和料对收缩的影响极为复杂，不同研究者往往得出不同的结论。在原料一定的条件下，混凝土配合比对于缩有很大的影响，包括单位用水量，单位水泥用量，水灰比，砂率及灰浆比等参数。
3.2施工对现浇板裂缝产生的影响
混凝土浇注早期，还处于塑性状态，混凝土因为失水导致体积收缩，混凝土振捣后，未适时的搓毛，使表面裂缝得不到及时愈合就硬化了。混凝土浇注早期也易产生塑性坍落裂缝，浇捣过程中由于钢筋支顶作用或浇注截面的突变以及模板抑制作用。在硬化前又产生不均匀下沉所导致，一般顺钢筋表面或沿变截面产生，施工时未对混凝土进行二次振捣。混凝土振捣时间过长，石子下沉，表面会出现浮浆层，因而降低了表面粗骨料含量，加大了收缩，导致混凝土表面裂缝产生。模板支撑不牢、刚度不足，会使混凝土板变形导致裂缝。多见于胶合板模板，下部支撑杆布置间距过大，早期混凝土受外力作用，在应力集中处产生放射网状裂缝。
施工单位因被迫抢工期而压缩混凝土技术间歇时间。在楼板混凝土浇筑终凝一完成，有些后浇部分还处于半塑性状态时即在其上放线、安设模板支撑脚手架，造成混凝土在终凝前后受振动而造成裂缝。混凝土硬化后早期，在成熟度较低时，由于施工不当，混凝土硬化后早期受到震动；上下模板未对齐而不能有效传递荷载；混凝土拆模时间过早，导致裂缝产生，因为混凝土早期抗拉强度低，抵抗力差。施工多为跨季节，普遍存在赶进度、赶工期现象。模板周转快，新浇楼板上荷早，上荷不均匀，且未进行适当的养护。有些工程施工过程中缺乏严格管理，存在负筋踩塌、支模错位、雨天浇注混凝土等现象。楼板裂缝很容易沿着电器预埋的PVC塑料管线出现。一方面，施工过程中往往在布线时，把几根PVC管叠放在同一位置，导致局部混凝土太少；另—方面，电器用塑料管，浇捣混凝土时，担心损坏，在塑料管周围常常不做振捣或振捣不实。这些因素都会引起混凝土现浇板早期出现裂缝。还有一些其他的施工因素会引起现浇板产生裂缝：由于楼板模板支撑刚度不够，梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，造成模板支撑下沉变形过大。施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移。拆模过早，混凝土硬化前过早承载或受到振动。模板漏浆、渗水。楼板施工完成后，混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进入下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，使其产生裂缝。
3.3结构设计对现浇板裂缝的影响
在住宅设计中，多追求大开间，大跨度平面设计。同时，出于采光和外观要求，楼板多有凹凸，变面部位多。楼板厚度多取下限，以降低成本。现浇混凝土结构刚度增加，抗震烈度提高，结构约束比过去显著增大，约束应力增加，特别是近代超长、超厚、超静定结构已成为常用结构形式。这时产生裂缝的几率大大增加，因此在进行结构设计应该注意减少出现裂缝的几率。
四、结束语
综上所述，关于现浇混凝土楼板在早期所导致的裂缝，主要是由于材料选择不当和施工工艺不完善造成的，只要我们严格把好材料进料关，系统控制施工工艺，严格操作程序，现浇混凝土楼板的裂缝问题是可以得到解决的，保证建筑工程的质量。
参考文献
[1]曲德仁.混凝土工程质量控制[M].中国建筑工业出版社，2015.
[2]何星华，等.建筑工程裂缝防治指南[M].中国建筑工业出版社.2015.
论文作者:黄燕玲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 现浇论文; 楼板论文; 骨料论文; 水化论文; 水泥论文; 《基层建设》2019年第12期论文;