商品混凝土梁板結構施工早期裂縫控制

李進

（陜西有色榆林新材料有限公司）

    隨著商品混凝土的推廣應用，梁板結構混凝土裂縫的控制越來越成為人們關注的焦點。我們在多年的施工過程中就這個問題進行一些工程調查，并閱讀了一些國內、外相關的文獻和資料，根據文獻提出的控制方法在部分工程中進行了驗證。現(xiàn)將混凝土結構早期裂縫產生的規(guī)律、原因分析和控制方法闡述如下。

一、結構裂縫產生的規(guī)律及部位

    （1）春秋季節(jié)為北方地區(qū)梁板結構早期裂縫的多發(fā)期，大風天施工的樓板如不采取有效措施則裂縫多而寬，而陰天、小雨天施工的樓板早期裂縫極少；

    （2）混凝土樓板早期裂縫一般發(fā)生在澆筑后1~3小時，樓面裂縫多在梁板交界處、厚度變化處及梁板鋼筋上部；混凝土表面搓毛裂縫少，表面壓光裂縫反而多；

    （3）樓層越高，由于高空風速大，若用泵送混凝土則需坍落度大的商品混凝土，這樣樓板裂縫更難控制；

    （4）板厚度越大，裂縫越少。

二、裂縫原因分析

    混凝土早期裂縫主要是沉縮和干縮引起的，商品混凝土為滿足運輸、泵送要求，其水泥用量較現(xiàn)場攪拌的混凝土大，同時，混凝土砂率增大及外加劑的摻入，使坍落度為80mm~180mm的預拌混凝土收縮值大大增加。混凝土沉縮變形的大小與混凝土流態(tài)有關，混凝土流動性越大，想對沉縮變形越大，如不加以控制，極易引起早起裂紋，此外，混凝土在硬化過程中，水分蒸發(fā)會產生脫水收縮，從而產生早期裂紋，混凝土表面水分蒸發(fā)速度越快，其干縮值越大。總的說來，影響混凝土沉縮和干縮的因素有以下幾個方面：

    2.1混凝土流動性

    混凝土流動性越大，沉縮量越大。中、高等流態(tài)混凝土想對沉縮變形幾乎可達到普通混凝土干縮變形的20倍以上。

    2.2水泥細度

    水泥顆粒的粗細，對水泥的性能有很大影響，顆粒越細，其水化、凝結速度越快，早期和后期強度都較高，需水量增大。但水泥顆粒過細，其在空氣中的收縮性也越大，因此國家標準對水泥細度作了相應規(guī)定。

    2.3混凝土體積形狀

    大體積混凝土（截面最小邊尺寸>1米），由于水化熱積聚在內部不易散發(fā)，混凝土內部溫度升高產生內外溫差，由此產生的溫度應力造成硬化初期混凝土的開裂。

    2.4外加劑對收縮的影響

    在商品混凝土中，摻減水劑用于改善混凝土的和易性，增大坍落度值時，其收縮值接近或略大于不摻者，在預應力混凝土中，為減少預應力值損失，宜摻少量膨脹組份，但是膨脹劑的比例一定要掌握好，否則會起到負面作用。

    引氣劑的摻入會使混凝土中引入一定量的空氣，但由于同時又改善了混凝土的和易性，可減少用水量，從而減少由于引氣增大干縮的影響。因此，混凝土中適當引氣對混凝土干縮影響不大。

    2.5 原材料和配合比對混凝土收縮的影響

    （1）砂：砂的含泥量及粒徑對混凝土干縮有較大影響。采用細砂時，每立方米混凝土用水量比中、粗砂增加用水量20~25kg,由于用水量增大導致混凝土干縮的增大。砂含泥量對混凝土收縮影響較大，隨著含泥量增大，混凝土收縮增大，抗拉強度降低。

    （2）石子：石子粒徑越大，混凝土配合比不變的情況下，其用水量或水泥用量相應減少，混凝土收縮隨之減少。但泵送混凝土由于受輸送管徑和泵送高度為影響，粗骨料粒徑不易過大。同樣石子含泥量對其收縮極為不利。

    （3）水泥用量：混凝土中水泥用量增加，其收縮隨之加大。

    （4）砂率：混凝土中粗骨料是抵抗收縮的主要材料，在配合比完全相同的情況下，混凝土干縮隨砂率增大而增大。砂率降低，即增加粗骨料用量，對控制混凝土裂縫有顯著效果。因此泵送混凝土在滿足泵送要求前提下，宜盡可能降低砂率。

    （5）水灰比：水是影響混凝土收縮最主要因素。混凝土中用水量越大，坍落度越大，則干縮越大。因此，嚴格控制水灰比是十分重要的。

    2.6 環(huán)境

    施工時的氣象條件也是影響混凝土板面裂縫的主要因素，在氣候干燥和大風季節(jié)，混凝土澆筑后不覆蓋會立即開裂，據悉，風速為16m/s作用時，混凝土中水分蒸發(fā)速度為原風速時的4倍，相對濕度10%時，蒸發(fā)速度為相對濕度90%的9倍以上，如果將風速作用和濕度影響疊加，則可推算出此時混凝土干燥速度是通常條件下的10倍之多。因此，表面較大的樓板就極易產生裂縫，這種裂縫往往是上下貫通的，其特征是樓板上表面比下表面開裂處多，經強度檢驗證明，這種開裂一般對樓板剛度和承載力降低很小。

    2.7施工

    （1）混凝土振搗時間過長，石子下沉，表面就會出現(xiàn)一層浮漿，因而降低了樓板表面粗骨料含量，加大了收縮，導致混凝土表面出現(xiàn)網狀裂紋。

    （2）混凝土振搗后，未及時搓毛和抹壓，使沉縮裂縫得不到及時愈合就硬化了。

    （3）混凝土澆筑后，表面不及時覆蓋澆水養(yǎng)護，表面水份迅速蒸發(fā)，會產生干縮裂縫。

    （4）厚大體積基礎底板不按熱工計算采用溫控措施，會使混凝土內外溫差升高且>25℃，因而產生較大溫度應力而開裂。

    （5）基礎底板混凝土在澆筑振搗過程中，會產生大量癖水，若不采取措施及時排除會降低混凝土質量和抗裂性。

    （6）混凝土梁板工程支撐不牢，剛度不足，會使混凝土梁板變形導致裂縫。

    （7）樓板上部架立筋保護層過小，一旦混凝土產生沉降塑性收縮，板面極宜沿鋼筋方向產生裂縫。

    （8）梁板結構支撐過早拆除或過早上荷載，會因混凝土強度不足使梁板產生裂縫。

三、防治裂縫技術措施

    通過近幾年在施工過程中對裂縫控制的觀察、分析，初步總結出一些防治裂縫的措施，效果很好。

    3.1混凝土生產質量控制

    3.1.1材料選擇和控制

    砂：宜采用細度模數M=2.8~3.0中砂，嚴格控制含泥量≯2%。

    石子：采用級配良好的卵石，并控制含泥量≯1%。

    水泥：采用礦渣水泥或低熱水泥。

    3.1.2配合比及生產控制

    粗骨料可阻止水泥收縮從而防止裂縫產生，因此樓板用混凝土在滿足泵送的基礎上盡可能降低砂率，一般可控制在38~40%。

混凝土水灰比是影響強度和裂縫的主要因素，正常情況下，大坍落度是靠摻外加劑來獲得，坍落度大不等于水灰比大。但是施工現(xiàn)場臨時摻水很普遍，所以要特別注意因摻水而造成的大坍落度，應嚴格控制混凝土坍落度，一般以不超過18cm為宜。

    粉煤灰和磨細礦渣在混凝土中有具有形態(tài)效應、適性效應、微集料效應，因此它能改善和提高新拌混凝土的性能，改善混凝土的和易性，降低混凝土皮水性，特別對泵送混凝土可改善其可泵性，減少輸送管中的堵塞和分離，降低與管壁的阻力，延長泵機與管道的壽命，由于其可泵性的提高和皮水性降低，在相同坍落度情況下，混凝土用水量可降低，從而減少混凝土早期沉縮量，有利于裂縫的控制。另外，摻磨細粉煤灰混凝土孔體積和孔徑分布明顯改善，孔隙率大大降低，其微觀結構的改善有利于提高抗凍性和耐久性，粉煤灰自身具有很好的強度，阻礙裂縫的延伸和擴展，削弱主裂縫斷裂能量，有利于提高混凝土耐久性。

    此外高溫季節(jié)為避免混凝土過快硬化，應采取適當措施緩凝，為施工抹壓提供條件。

    3.2施工質量控制

    （1）布料：混凝土布料應均勻，防止一處集中堆料造成混凝土過振。

    （2）振搗：混凝土振搗時振動棒移動間距宜400mm左右，每次振搗時間一般以10~20S為宜，振搗時間過長，粗骨料下沉，混凝土表面砂漿層過厚，表面晚期的產生裂紋。混凝土澆筑后1~2小時，可對其進行二次復振，復振可提高強度5~15%，同時復振時混凝土液化可愈合樓板早期裂縫。

    （3）復壓：除復振外，還應在表面水基本收干后，適時用木抹子磨平搓毛兩遍，拍打，愈合裂縫。

    （4）養(yǎng)護：混凝土成型后，適時提供良好的溫度、濕度環(huán)境，防止大風襲擊和陽光曝曬，是表面水分劇烈蒸發(fā)，形成樓板上部和下部硬化速度不勻和差異收縮，是控制裂縫的關鍵工序。混凝土初凝前后用手按壓其表面無坑時，開始設專人澆水養(yǎng)生。水量隨混凝土表面強度增長而加大，當混凝土表面剛變白時，用5~10mm水膜覆蓋表面12小時以上，此方法為水膜養(yǎng)生法，至此混凝土早期裂縫基本可得到良好控制，然后再一日數次澆水養(yǎng)生，保持混凝土表面潮濕七天以上，確保混凝土強度正常增長。

    （5）幼齡混凝土保護：目前各工程都處在快節(jié)奏、短工期的施工條件下，三、五天一層樓，因此往往樓板施工完幾小時，就上荷載，個別缺乏素質的施工隊伍，將模板、架桿、鋼筋過早集中堆放在樓板上，造成樓板安全隱患和開裂。因此，提高施工隊伍的素質也是保證混凝土質量的重要措施之一。

    （6）拆模：現(xiàn)澆梁板結構模板及支撐過早拆除，容易造成梁板結構開裂，因此，施工隊伍拆模前應根據專業(yè)單位（商混廠家）提供不同齡期混凝土自然養(yǎng)護試件強度，嚴格按照規(guī)范要求指導拆模。

    3.3裂縫處理

    樓板裂縫應盡快消滅在萌芽狀態(tài)中，因此混凝土終凝前應設專人檢查及早發(fā)現(xiàn)裂縫并對沉縮裂縫拍打，若裂縫不愈合時可用水泥：膨脹劑=9:1（重量比）攪成水泥漿在裂縫處（待裂縫寬度停止增大時）搓壓。

四、結束語

    商品混凝土梁板結構裂縫的控制是涉及原材料質量、配合比、混凝土生產質量控制、施工氣象（風力、氣溫、空氣濕度）、施工、設計諸多因素的課題，需各單位、各部門共同努力，精心配合才能湊效，通過筆者多年實踐證明，只要嚴格遵守施工程序，按規(guī)范施工，裂縫是可以控制在最少范圍的，或者說是可以基本得到控制的。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)