现浇板裂缝成因及防治措施

现浇板裂缝成因及防治措施课件张培岩前 言 钢筋混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是由本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；在湿气及土中为0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高，必须处理。下面就结合工作实际，对钢筋混凝土现浇板裂缝的原因及防治进行分析研究。一、钢筋混凝土现浇板裂缝的类型 根据钢筋混凝土现浇板裂缝的特点，具体可以分为以下几种类型： 1横向裂缝：在跨中1/3范围内，沿建筑物横向方向的裂缝，出现在板下皮居多，个别上下贯通；当建筑物总长超过40m时，通常在建筑物端部第一或第二开间板跨中出现上下贯通裂缝。 2纵向裂缝：沿建筑物纵向方向的裂缝，出现在板下皮居多，个别上下贯通。 3角部裂缝：在房间的四角出现的斜裂缝，板上皮居多。 4不规则裂缝：分布及走向均无规则的裂缝。 5楼板根部的横向裂缝：距支座在30cm内产生的裂缝，位于板上皮。 6顺着预埋管线方向产生的裂缝。 二、钢筋混凝土现浇板裂缝的产生原因分析 1 钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析 通常情况下，现浇板裂缝一般表现为：不规则、不连贯表面微裂缝；表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因，主要有施工、设计及混凝土原材料等方面的原因，以下将逐一具体分析。 1.1 混凝土原材料质量方面1.1.1 水泥凝结或膨胀不正常，如水泥安定性不稳定，水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分在和水化合后产生体积膨胀，产生裂缝。采用活性高的水泥，水泥活性越高，颗粒越细，比表面积越大，收缩越大。1.1.2 如果骨料中含泥量过多，则随着混凝土的干燥，会产生不规则的网状裂缝。1.1.3 碱骨料反应：蛋白质、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝。、1.1.4钢筋方面：为节省成本，现浇板所用钢筋为一些小厂家生产的钢筋，质量严重不合格，钢筋的延性、韧性和可焊性都较差，抗拉强度低，很容易产生裂缝。1.1.5 水灰比、坍落度过大，或使用过量粉砂混凝土强度值对水灰比变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝，泵送混凝土为了满足泵送条件，坍落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。1.2 施工质量方面1.2.1 混凝土施工过分振捣，模板、垫层过于干燥的混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。1.2.2 混凝土浇捣后过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。1.2.3 施工工艺不当引起：在施工过程中由于施工工艺不当，致使支座处负筋下陷，保护层过大，固定支座变成塑性铰支座，使板上部沿梁支座处产生裂缝。楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载，造成混凝土楼板的弹性变形，致使砼早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致楼板产生内伤或断裂；大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。1.2.4 后浇带施工不慎而造成的板面裂缝：为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力，规范要求采用施工后浇带法，有些施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留好施工缝；板的后浇带不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。 1.2.5 楼面垫层铺设的暗装水管、电线套管铺设不当，如水管、电线套管铺设不够牢靠、集中铺设、上下交叠铺设致使水管、电线套管上皮在垫层厚度1/3以内，保护层厚度不足都可能造成板面沿管线长度方向产生裂缝。 1.2.6 混凝土的收缩（温度裂缝）：众所周知，混凝土引起收缩的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一种新的水泥结晶体，这种结晶体化合物较原材料体积小，因而引起混凝土体积的收缩，即所谓的凝缩，后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。而且，如果混凝土处在一个温度变化较大的环境下，将会使其收缩更为加剧。如施工发生的夏季炎热气温下，石子表面温度升高，使石子体积膨胀，拌制成混凝土后，石子受冷收缩，使混凝土表面出现发丝裂缝；混凝土浇捣后未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩，水化热释放量较大，而又未及时得到水分的补充，因而在硬化过程中，现浇板受到支座的约束，势必产生温度应力而出现裂缝，这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位，即板角处。另外，室内外温差变化较大，也要引起一定的裂缝。 1.2.7 目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为57天左右一层，最快时甚至不足5天一层。因此在楼层混凝土浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的混凝土总收缩值较小开间要大的不利因素外，更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝。1.3 设计方面 1.3.1 地基的不均匀沉降：在住宅建设中，有相当一部分的钢筋混凝土现浇板的裂缝，是由于地基不均匀沉降的原因而造成的。如在软土地基下采用扩展基础，则对于那些相对较长的条式楼来说，要想保证它们沉降均匀是相当困难的，因此，在这种情况下，有时也会由于基础的不均匀沉降，而引起楼房的拉裂和钢筋混凝土现浇板的开裂。 1.3.2 荷载的作用：在住宅建设中，也有少部分钢筋混凝土现浇板的裂缝，是由于荷载作用方面的原因引起的。由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中，通常只是根据其承载能力来确定配筋量的，而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算，由此而引起裂缝的产生，这些裂缝有时也会超过规范的最大允许值，这也应当引起足够的重视。 1.3.3 结构体型突变及未设置必要的伸缩缝：房屋长度过长，而又未考虑设置伸缩缝，当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时，就要引起裂缝的产生。另外，平面布局凹凸较多，即转角也越多，这些转角处由于应力集中形成薄弱部位，一受到混凝土收缩及温差变化易于产生裂缝。 1.3.4 在楼房的设计中，设备专业特别是电气专业，大多将照明、有线电视、通讯等所需的管线直接敷设于现浇板中，而且有时集中于某一处现浇板中的管线多达78根，并且这些管线的直径多为23cm，由此就会使该处现浇板厚度大大削弱，从而引起现浇板在该处开裂。1.4其它方面 混凝土收缩引起的裂缝：混凝土硬结过程中将会收缩，当楼板受到约束，混凝土的收缩将会在楼板内产生内力，使混凝土受拉应力的作用，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，楼板就会开裂出现裂缝以及基础的不均匀沉降。 三、钢筋混凝土现浇板裂缝的防治措施 依据钢筋混凝土现浇板裂缝产生的原因分析得到，其防治措施具体如下： （一）材料的保证措施 1. 正确选用水泥，要控制水灰比，使之不大于0.4，为保证混凝土拌合物有一定的流动性，可掺入优质粉煤灰和高效减水剂，来确保混凝土的可泵性。而使用减水剂时，一定要做与水泥相容性试验，选择与水泥结合后流动性好的减水剂；尽可能不使用民办小厂生产的水泥，如必须使用，应认真对水泥标号及安定性进行试验。 2. 选用级配良好的骨料，粗细骨料的用量占混凝土总体积的65%75%，是影响混凝土质量的重要因素，要重视砂石的质量，石子应选用连续级配的碎石，最大粒径控制在1520mm；采取严把原材料进货关、认真地对进场砂石骨料进行检验，严格控制砂的粒径及含泥量。并做好各项试验，一经发现不合格材料进场必须立即停止使用并清除出场。 3. 严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。商品砼运输时，应选择好运输路线，保证道路平整，缩短运输时间，避免混凝土拌和物发生分层、离析。同时，要经常检查运输工具，尽量减少混凝土拌和物运输过程中水泥浆的流失。 4. 近十几年来，为实现文明施工，提高设备利用率，节约能源，商品混凝土的使用率逐年提高。但受剧烈的市场竞争，导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量，低价位、低性能的砼外掺剂，以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段，导致商混凝土质量显著下降；另一方面承包商在订购混凝土时，应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求，不能片面压价和追求低价格、低成本而忽视了混凝土的品质，导致混凝土性能下降和收缩裂缝增多。同时现场应逐车严格控制好商品混凝土的坍落度检查，以保证混凝土熟料的半成品质量。 （二）设计措施 1在结构设计时，对于钢筋混凝土现浇板应尽量避免过大的跨度，可以通过增加次梁根数来减小现浇板的跨度，以避免现浇板的厚度过大，现浇板的跨中挠度过大，现浇板的跨中裂缝、支座裂缝过大，从而提高现浇板的可靠度与安全性。 2在工程设计中，经常会出现梁板下口平齐，此时，为了现浇板下部钢筋在支座内锚固更加可靠，板底钢筋在梁处应放在梁下部钢筋的上面，设计图还应有大样图表示。 3对于跨度达200300mm的梯板，为了保证梯板负筋的架立，同时为了梯板支座处截面的抗剪，宜采用梁式配筋，加设箍筋，箍筋最少设4肢箍。 4在平面布置上应该尽量规则。减少凹凸转角、体形突变等，这些位置往往是薄弱部位，存在着应力集中，在受到混凝土收缩及出现温差变化时而容易产生裂缝。另外，房屋的长度等于或大于40m时，可将房屋每隔20m左右在板的支座上设置l0mm宽的伸缩缝，将长板变为短板，而原来配置的钢筋不断开。 5在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为150200mm，并应在现浇板的未配筋表面布置温度收缩钢筋。现浇板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。另外，为防止在屋面板的四角部位出现45。裂缝可以在阳角、阴角板块的四周设置5根15辐射钢筋，能有效的抑制裂缝的产生。 （三）施工措施 1. 在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。2. 在施工过程中，要防止工人在负筋上随意踩踏而引起负筋变形，并安排人员及时进行纠正，在板底受力筋下一般可用1215mm厚砂浆垫块垫起板底钢筋网，保证支撑负筋位置的马凳钢筋间距不大于l000mm，浇筑混凝土之前应设置马道。3. 线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处采用线盒，同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实；并且当线管数量众多，使集散口的砼截面大量削弱时，宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各212的井字形抗裂构造钢筋；增设的抗裂短钢筋采用68，间距小于150mm，两端的锚固长度应不小于300mm。4. 在楼板的大体积混凝土施工中，采用切实可行的降温措施，如在炎热天气浇筑时，采用冰水拌制混凝土，并掺加缓凝减水剂和磨细粉煤灰，延缓凝结时间，减少坍落度损失，改善混凝土和易性和可泵性，浇筑后混凝土内外温差不超过25。 5在混凝土浇筑至设计标高时，混凝土采用平板振动器振捣密实，为确保混凝土密实，宜实施二次振捣，表面出现浮浆时，随即用刮尺刮平，表面刮抹应限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。待混凝土终凝硬化前，用木抹子连续搓平，防止泌水收缩裂缝的产生。控制施工速度，确保混凝土强度达到设计强度标准值的30%前不受振动。6. 拆下的模板及其它周转材料要及时转运，只有混凝土强度达到设计强度后才能在上面堆放材料，材料必须分散堆放并且必须轻放、慢放；同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板，支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形；注重拆模的顺序，楼板变形由中央逐渐向支座变化，荷载支承也由中央渐渐向支座转移，拆除模板支撑应从跨中开始，为了减小楼板的挠曲变形，避免因荷载和变形突变，造成板挠曲过大而形成裂缝；对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前，要预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施，以增强刚度，减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力，进一步防止裂缝的发生。 7. 在施工后浇带的施工之前应按设计意图，先制定施工方案。杜绝在后浇带处出现混凝土浇筑不密实、不按图纸要求留缝的现象。 8. 加强早期养护，确保养护时间。可通过及时用塑料薄膜和浇水草袋覆盖，避免混凝土受风吹日晒，加强保温保湿养护来减少或消除干缩裂缝。在一般气候条件下，混凝土浇筑后最初三天中，白天应每隔4h浇水一次，夜间至少两次；在以后的养护中，每昼夜至少浇水四次。干燥和阴雨天气应适当增减浇水次数，浇水养护时间：普通混凝土应不少于7昼夜，对抗渗混凝土及掺缓凝剂的混凝土，应不少于14昼夜，对掺加粉煤灰的混凝土应不少于21昼夜，。四、 裂缝的处理方法 1. 表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法 表面涂抹适用