商品混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因與控制

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商品混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因與控制

當(dāng)前隨著商品混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，近幾年來商品混凝土在住宅建設(shè)中也得到廣泛應(yīng)用。它對提高生產(chǎn)效率，提高工程質(zhì)量，減少施工用地等方面起著越來越大的作用。但由于諸多原因，發(fā)現(xiàn)有些工程使用商品混凝土，樓板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。在房屋結(jié)構(gòu)中，裂縫現(xiàn)象呈上升趨勢，對工程質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響，它不但是外觀質(zhì)量問題，而且也影響了建筑物的使用壽命。裂縫的產(chǎn)生影響了房屋買賣雙方的利益，也由此引發(fā)了無數(shù)爭議和法律糾紛。為此本文從商品混凝土材料方面就現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫原因進(jìn)行分析，以便有針對性地采取控制樓板裂縫的措施。

一、         現(xiàn)澆樓板混凝土裂縫產(chǎn)生的原因：

住宅工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，混凝土材料是一種多相非均勻的脆性材料，裂縫的存在是其本身固有的一種物理性質(zhì)。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的，一般情況下，這些裂縫是不貫通的?；炷羶?nèi)部微細(xì)裂縫主要有粘著裂縫、水泥石裂縫和骨料裂縫等三種。混凝土是由水泥、骨料、水以及殘留其中的氣體組成，當(dāng)環(huán)境溫度、濕度變化及混凝土硬化時，混凝土的體積會發(fā)生變化，并使其內(nèi)部產(chǎn)生變形，由于混凝土各種材料某些性能的不同，這種變形是不均勻的。水泥石收縮較大，而骨料收縮很小；水泥石的熱膨脹系數(shù)較大，而骨料較小。同時，它們之間的變形不是自由的，相互之間產(chǎn)生約束，從而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著微細(xì)裂縫和水泥石微裂縫。

混凝土在拉力應(yīng)力的作用下，這些微細(xì)裂縫長度和寬度均有相應(yīng)的增大。如果拉力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，這些微細(xì)裂縫逐漸相互貫通，且其寬度迅速增大。當(dāng)裂縫寬度超過0.03－0.05mm時，便產(chǎn)生了肉眼可見的裂縫。

就混凝土及組成的材料來講，現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的根本原因是由混凝土的收縮引起的，當(dāng)在某一瞬間由混凝土的收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于同時期混凝土的抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生裂縫?；炷潦湛s主要有沉降收縮、塑性收縮、干燥收縮、化學(xué)收縮、碳化收縮、自收縮和溫度收縮等幾種。下面就幾種主要收縮方式介紹如下：

   1、  沉降收縮：沉降收縮因原材料的比重不一，在重力或其它外力（如振動）的作用下，骨料下沉，而水泥漿上升，特別是水泥漿中比重較輕的摻合料等上升，并擠出部分水分（泌水）和空氣，這種沉降直至混凝土硬化后才停止，沉降收縮裂縫往往發(fā)生在終凝之前。

2、塑性收縮：混凝土澆筑以后，在硬化之前仍處于塑性狀態(tài)，由于混凝土表面水分蒸發(fā)而引起的混凝土收縮稱為塑性收縮?；炷翝仓戤吅螅鞣N固體顆粒之間存在一層水膜，在凝 結(jié)之前由于沉實泌水、蒸發(fā)等，水在混凝土中遷移，隨著水分的遷移，固體顆粒逐漸靠近，毛細(xì)孔逐漸變細(xì)，毛細(xì)孔的壓力也隨之增大，從而加快混凝土內(nèi)部水分向外遷移。當(dāng)混凝土表面水分蒸發(fā)的速度大于混凝土的泌水和毛細(xì)孔內(nèi)水向外遷移的速度時，混凝土漿體的體積發(fā)生收縮。此時，如果混凝土流動性狀態(tài)不好或者混凝土還未產(chǎn)生足夠的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫。早期或塑性狀態(tài)的混凝土的收縮要比硬化后的混凝土的收縮大幾倍，70mm厚的混凝土試件表面的收縮量約為這個試件中心部分混凝土的收縮量的2倍。塑性收縮裂縫均在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則，多在橫向，長短不一，約在50－750mm之間，細(xì)而多且互不貫通，間距約在50－90mm之間，類似干燥的泥漿面的裂縫。塑性收縮開裂在道路和平板的水平面最普遍，這主要是由混凝土表面水分蒸發(fā)引起，裂縫的出現(xiàn)將破壞表面的完整性并降低其耐久性，在高風(fēng)速、低濕度、高氣溫和高的混凝土溫度等情況下，水分蒸發(fā)更快，混凝土表面也更容易產(chǎn)生塑性收縮。

3、干燥收縮：干燥收縮是指混凝土硬化以后水泥石由于失水而引起的收縮。混凝土硬化后水泥漿體中含有水化產(chǎn)物、未水化水泥顆粒、毛細(xì)孔和水等。一般來說，混凝土中孔結(jié)構(gòu)可以分為膠孔和毛細(xì)孔等兩類，毛細(xì)孔又可分為直徑大于50mm的大孔和直徑小于50mm的小孔等兩種?；炷林械乃梢苑譃榛瘜W(xué)結(jié)合水、層間水、吸附水和毛細(xì)孔水等四種。其中化學(xué)結(jié)合水是水化產(chǎn)物整體中的一部分，干燥時不會失去，只有當(dāng)水化產(chǎn)物受熱分解時才會放出來；層間水處于水化硅酸鈣凝膠層間，為氫鍵牢固固定，只有在強(qiáng)烈干燥時，層間水才會失去，這時對混凝土收縮影響很大；吸附水是物理吸附于水泥漿固體表面的水，可形成多水分子層吸附，只有當(dāng)相對濕度干燥至30%時吸附水才會大部分失去，這時對混凝土收縮影響很大；毛細(xì)孔水根據(jù)毛細(xì)孔直徑的大小不同對混凝土的收縮影響也是不同的，直徑大于50mm的毛細(xì)孔內(nèi)的水失去時，對混凝土的收縮影響不大，而直徑小于50mm的毛細(xì)孔內(nèi)的水失去時，對混凝土的收縮影響較大。因此，通常情況下，混凝土的干燥收縮可歸結(jié)為主要與混凝土的毛細(xì)孔，特別是小孔的數(shù)量及毛細(xì)孔中水分的散失有關(guān)?；炷聊z凝材料和用水量越多，則混凝土中的毛細(xì)孔也越多，混凝土的干收縮也越大。，反之則越小。

4、自收縮：由于水泥水化反應(yīng)消耗混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔水將引起自干燥，由此產(chǎn)生混凝土的收縮稱為自收縮。自收縮與干燥收縮的機(jī)理是一樣的，都是由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔水的減少或消耗而使混凝土體積減少引起的，但是這兩種收縮的原因是不一樣的，其主要區(qū)別在于毛細(xì)孔內(nèi)水分減少的原因不同。自收縮過程中水分的減少是由于水泥水化反應(yīng)引起的，它不是由于外部環(huán)境（溫度、濕度）變化引起的，混凝土重量不會減輕，而干燥收縮中水分的減少是由于混凝土外部環(huán)境溫度、濕度的變化引起的，當(dāng)混凝土外部環(huán)境相對濕度減 小時，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔內(nèi)水遷移蒸發(fā)使毛細(xì)孔內(nèi)水分減少。水灰比的變化對干燥收縮和自收縮的影響正相反，即當(dāng)混凝土的水灰比降低時干燥收縮減小，而自收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時，其自收縮與干燥收縮比小得可以忽略不計，但是當(dāng)水灰比小于0.35時，體內(nèi)相對濕度會很快降低到80％以下，自收縮與干燥收縮幾乎相等。

5、溫度收縮：大體積混凝土溫度收縮主要是由于水化熱而引起混凝土內(nèi)外溫差，由于混凝土內(nèi)部溫度升高引起體積膨脹，而外部混凝土因溫度較低引起體積膨脹較小，從而在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于抗拉應(yīng)力時，在混凝土表面出現(xiàn)裂縫。而對于現(xiàn)澆混凝土樓板來說，由于水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫差較少，因此混凝土表面差生的拉應(yīng)力也較少，但是施工和使用過程中由于環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的體積變化較大。在夏季，外墻與樓板之間有較大的溫差，外墻受熱產(chǎn)生線膨脹大于樓板受熱產(chǎn)生的線膨脹，于是，外墻對樓板差生拉應(yīng)力，此時當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時便產(chǎn)生裂縫

二、影響現(xiàn)澆樓板混凝土裂縫的主要因素

根據(jù)現(xiàn)澆樓板混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析及其有關(guān)試驗結(jié)果，從混凝土材料方面來講，影響現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的主要因素有混凝土用水量、水泥、細(xì)骨料、粗骨料、骨料含泥量、外加劑、摻合料等有關(guān)，下面僅就混凝土用水量、水泥、細(xì)骨料及粗骨料等幾方面予以闡述：

1、混凝土用水量

混凝土用水量是影響現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫最主要也是最關(guān)鍵的因素?；炷劣盟繒娜齻€方面影響現(xiàn)澆樓板裂縫的產(chǎn)生。第一，混凝土用水量增加不僅會增加混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部毛細(xì)孔的數(shù)量，而且會增加混凝土澆筑成型后毛細(xì)孔內(nèi)含水量，從而將增大混凝土的塑性收縮和干燥收縮。第二，在保證混凝土強(qiáng)度不變的情況下，混凝土用水量的增加會相應(yīng)增加水泥用量，而水泥用量的增加同樣會增加混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部毛細(xì)孔的數(shù)量，也會增大混凝土的塑性收縮和干燥收縮。第三，混凝土用水量增加，使混凝土中泌水增加，而泌水增加，促使混凝土中有更多的毛細(xì)孔相貫通，使毛細(xì)孔中水分蒸發(fā)更快，而將增加混凝土的塑性收縮和干燥收縮。

2、水泥

（1）水泥的品種和水泥細(xì)度：水泥的礦物質(zhì)成分對混凝土收縮有一定影響。一般情況下，水泥細(xì)度越細(xì)，混凝土的收縮越大，特別是早期收縮與水泥的細(xì)度關(guān)系更大。（2）水泥用量：水泥用量和用水量與混凝土中孔隙和毛細(xì)孔的數(shù)量直接有關(guān)。水泥用量越多，混凝土的收縮越大。因此，應(yīng)該合理選用粗骨料的級配和粒徑，減少粗骨料間的孔隙率，在保證同樣強(qiáng)度的情況下，減少水泥用量。水泥安定性不良，將使水泥凝結(jié)硬化后產(chǎn)生體積膨脹，從而引起 不均勻的體積變化而使櫻花水泥石開裂。所以，混凝土所使用的水泥必須安定性檢驗合格方可投入使用。

3、細(xì)骨料

在混凝土中，細(xì)骨料對混凝土裂縫的影響主要反映在砂的細(xì)度方面，砂的細(xì)度對混凝土的影響是眾所周知的，究其原因主要是砂越細(xì)，其表面積越大，需要越多的水泥等膠凝材料包裹，由此帶來水泥用量和水用量的增加，隨之混凝土中空隙和毛細(xì)孔增多，使混凝土的收縮加大，砂的細(xì)度對混凝土強(qiáng)度有一定影響，過細(xì)或過粗砂影響混凝土強(qiáng)度，而要保證一定的混凝土強(qiáng)度保證率，就要增加水泥用量和用水量，這對控制混凝土裂縫不利。

4、粗骨料

混凝土收縮主要發(fā)生在水與水泥體系之間，但粗骨料的品種和顆粒級配對混凝土的收縮有很大影響。當(dāng)顆粒級配較差時，粗骨料中的空隙較多，混凝土強(qiáng)度有所降低，生產(chǎn)混凝土?xí)r需要較多的細(xì)骨料和膠凝材料填充，所以水泥用量和用水量也較大，從而使混凝土的收縮也相應(yīng)增大。因此，應(yīng)該通過合理的選用粗骨料的級配和粒徑，減少粗骨料的孔隙率，在達(dá)到同樣強(qiáng)度的情況下，可減少水泥用量，對減小混凝土收縮，控制混凝土裂縫具有重要意義。

三、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫控制措施

現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，就混凝土本身來講，根據(jù)現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因和影響因素，可以發(fā)現(xiàn)控制現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫可從提高混凝土抗拉強(qiáng)度和減小混凝土收縮兩個方面著手。

1、嚴(yán)格控制混凝土用水量：控制混凝土用水量對控制現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫具有重要意義。在現(xiàn)澆混凝土樓板中，應(yīng)通過合理的混凝土配合比設(shè)計，提高砂石質(zhì)量和降低混凝土坍落度等措施，適當(dāng)降低混凝土的用水量。

2、嚴(yán)格控制混凝土坍落度：混凝土坍落度直接影響混凝土的用水量，與施工條件和要求密切相關(guān)。適當(dāng)降低混凝土坍落度對減小混凝土的收縮、控制混凝土裂縫是有利的，且是完全可行的。因此，應(yīng)控制混凝土的坍落度，現(xiàn)澆樓板混凝土坍落度最大值應(yīng)符合以下規(guī)定：50m以下建筑，現(xiàn)澆樓板混凝土最大坍落度應(yīng)不大于120±30mm；50m以上建筑，現(xiàn)澆樓板混凝土最大坍落度應(yīng)不大于150±30mm；100m以上建筑，現(xiàn)澆樓板混凝土最大坍落度可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。

3、提高骨料（砂、石）質(zhì)量，控制粗骨料數(shù)量：合理選用粗骨料的粒徑和顆粒級配，可以降低粗骨料的孔隙率，減少砂漿的數(shù)量，對降低砂率、減少水泥等膠凝材料的用量具有重要作用。具體可采取以下幾項措施：（1）提高骨料質(zhì)量，控制粗骨料數(shù)量，適當(dāng)降低砂率有利于 減小混凝土的收縮，砂率宜控制在40％以內(nèi)。（2）應(yīng)控制混凝土中粗骨料（石子）的用量，對于現(xiàn)澆混凝土樓板，每立方混凝土粗骨料的用量不少于1000kg.（3）禁止使用細(xì)砂。

4、合理選用外加劑：混凝土應(yīng)選用減水率高，分散性能好，并對混凝土收縮影響較小的外加劑。外加劑減水率不應(yīng)低于8％，劣質(zhì)外加劑不得用于混凝土中。

5、控制混凝土摻合料和料摻量：目前，商品混凝土主要使用低鈣粉煤灰、高鈣粉煤灰和礦渣微粉三種。應(yīng)根據(jù)水泥的礦物組成及其外摻料的摻量、生產(chǎn)技術(shù)和管理水平、施工工期對混凝土早期強(qiáng)度的要求、工程養(yǎng)護(hù)條件等情況，合理選用混凝土的摻合料。

以上是從混凝土及其組成材料方面出發(fā)，分析了本地區(qū)現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因和影響現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的主要因素，并提出了現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫控制的措施，這些措施的提出以充分考慮了施工的實際操作性，相信這些措施的實施將為有效控制現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫起到積極的作用。