浅谈板墙结构混凝土裂缝的控制

浅谈板墙结构混凝土裂缝的控制

黄诚

黄诚

上海建工材料工程有限公司第一分公司上海市200241

摘要：混凝土是目前用量最大的一种建筑材料，广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。然而许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度，不同形式的裂缝，这不仅影响建筑物的外观，更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。混凝土裂缝作为工程中最常见的一种缺陷，任何混凝土结构物由于内因和外因的影响，都可能存在不同程度的裂缝，将是结构物承载能力、耐久性和防水性下降的主要原因。

关键词：混凝土、裂缝、成因、控制

Controlofconcretecracksonthewall

HuangCheng

ShanghaiConstructionEngineeringMaterialsEngineeringCo.,Ltd.firstbranchShanghai200241

Abstract:concreteisthemostwidelyusedbuildingmaterialatpresent.Itiswidelyusedinindustrialandcivilbuildings,agroforestryandurbanconstruction,waterconservancyandseaportengineering.However,manyconcretestructuresintheprocessofconstructionanduseofdifferentdegrees,differentformsofcracks,whichnotonlyaffectstheappearanceofthebuilding,butalsoendangersthenormaluseofthebuildingandthedurabilityofthestructure.Asoneofthemostcommondefectsinengineering,concretecracksmayhavedifferentdegreesofcrackduetointernalandexternalfactors,whichwillbethemainreasonforthedecreaseofbearingcapacity,durabilityandwaterproofingofstructures.

Keywords:concrete,cracks,causes,control

引言

混凝土是一种非均质脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和温度变化的的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯，在载荷或应力作用下，裂缝开始扩展，并逐渐相互贯通，从而出现较大的肉眼可见裂缝，称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝。[1]

板墙混凝土作为工程结构中最为重要的一部分，控制裂缝尤为关键。由于其大面积暴露于空气中，垂直面养护又较为困难，在养护上相对薄弱，以及目前原材料的特性（如水泥中助磨剂的使用、混合材掺量的提高，使水泥细度更细，由于环保要求，砂石含泥量和含粉量的变化较大，高性能外加剂的使用等）和目前施工现状，混凝土的特性与传统混凝土相比发生了很大变化。本文主要针对混凝土内因产生的板墙裂缝，并结合本人在实际工作中积累的一些经验。从原材料、配合比设计、施工等几个方面的控制，对板墙混凝土裂缝产生的原因以及相应预防措施阐述自己的一些观点。

一原材料控制

水泥：选用符合《通用硅酸盐水泥》GB175质量要求的强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，不得将不同品种或者不同厂家的普通硅酸盐水泥混合使用。

粉煤灰：选用符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596规范中II级灰要求，细度控制在25%以内，掺量不得大于胶凝材料的25%。

矿粉：选用符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046规范中S95级要求。

细骨料：选用符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》规范中要求，细度模数2.5以上，符合II区颗粒级配，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%。严禁使用含特细砂的混合砂和海砂。

粗骨料：选用符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52规范中要求，最大粒径不得大于31.5mm的5~25mm连续粒径碎石，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状≤8%。

外加剂：选用符合《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119规范中要求的中效减水剂，减水率≥12%。

二配合比设计

在混凝土施工时，混凝土配合比设计是关键。设计坍落度一般为120±30mm和140±30mm为宜，而板墙结构往往是一个工程的受应力最为复杂的部分，特别是墙、梁、顶板连续浇筑，部分区域配筋较密，间距较小，需要混凝土有较大的流动性，因此实际施工需要的坍落度往往要接近设计坍落度的上限值，从目前聚羧酸外加剂的大量使用，其特点之一就是流动性好。采用高性能聚羧酸类外加剂能较大幅度降低用水量，也是减少混凝土收缩、避免产生裂缝的措施之一；其次，控制等效水灰比，在满足混凝土工作性及强度的前提下，减少总胶用量，并可同时掺加适量粉煤灰和矿渣微粉等掺合料来降低水化热。还可通过改善骨料级配，调整砂率，掺加具有一定减水增型缓凝作用的高性能外加剂，提高混凝土的密实性，减少混凝土自生内部应力的产生。

图4为改善后的墙顶板C30配合比

三混凝土出厂控制

1、混凝土生产

1）拌台作业人员对原材料堆场、筒仓及外加剂的品种、型号、进行确证后，方可生产。

2）每个工地开盘之前，由生产部下达生产任务单至各协作部门。开盘时，试验室人员要及时到操作室核对混凝土配合比，无误后方可开盘生产。

3）生产过程中，试验室人员要严格控制好预拌混凝土的出厂坍落度，保证每盘混凝土的用水量和外加剂用量的准确性，每车都要进行目测。我站根据不同结构部位的有施工要求的混凝土进行微调整，确保施工状态和强度。

4）测定骨料的含水率，每工作班不少于一次，当含水率有显著变化时，增加测定次数，试验人员加强坍落度测定；遇有雨天，增加测定次数，并及时调整砂、石和水的用量。

5）确保混凝土搅拌时间最短时间不低于45秒，保证混凝土的均质性。

2、运输与泵送

1）搅拌运输车在装料前检查拌筒内是否有积水,如有积水放掉后方可装料。

2）在运输及泵送过程中，严禁向装有混凝土拌和料的拌筒或泵车料斗内加水。

3）搅拌运输车运输混凝土时，拌筒保持低速转动，控制混凝土运至浇捣地点后不离析并保证现场施工所需的坍落度。当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20～30s，再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗或混凝土料斗。

4）保持混凝土的运输适宜的节奏，保证施工现场泵送、浇注的连续进行，禁止现场大量压车。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不得影响混凝土的各项性能。

5）混凝土泵输送混凝土时，除应按《混凝土泵送技术规范》JGJ/T10规定进行施工外，还应注意如下事项：

a混凝土宜在搅拌后150min内泵送完毕。全部混凝土应在初凝前浇筑完毕。在交通拥堵情况下，应采取特殊措施防止混凝土坍落度损失过大。

b因各种原因导致停泵时间超过15min，应每隔4～5min开泵一次，使泵机进行正转和反转两个方向的运动，同时开动料斗搅拌器，防止料斗中混凝土离析。如停泵时间超过45min，应将管中混凝土清除，并用压力水或其它方法冲洗管内残留的混凝土。

四现场结构设计

砌体结构设计规范和混凝土结构设计规范对房屋结构设置伸缩缝的最大间距作了明确规定，但同时也说明以上规定不能同时防止钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体裂缝。但设计上往往忽略了这一点，伸缩缝间距一般取得最大值甚至超过最大值。混凝土现浇楼面属多跨（平板式）边疆结构，处于不同程度的约束状态，尤其是单块面积圈套的现浇板，对温度、干缩、板端约束及施工使用影响更加敏感，较预制孔板结构复杂得多。其抗收缩变形能力较差，设计通常仅按强度要求进行设计，为了经济指标要求，板厚取下限值，而对其变形及抗裂未予重视。[2]

从工程实际分析设计方面的原因，造成板墙混凝土开裂的主要原因是受力不合理、结构计算错误或者楼板偏薄，钢筋截面偏大、配筋率低、没有考虑装修荷载等。这些原因造成的裂缝是影响安全的，必须加固处理。在现实中这些裂缝现象非常少，是因为设计软件的普及和设计人员素质的提高。但处于安全角度考虑，较多设计人员保险起见采取提高混凝土强度等级。迁就施工方便使板梁柱用同等级混凝土。而采用过高等级的混凝土收缩和水化热会提高，将导致混凝土面裂缝的发生。

五现场环境与养护情况

混凝土养护特别是掺有大量掺合料的混凝土养护非常重要，特别是高温、风速较大季节尤为重要。现场高温天气下混合、浇筑和养护混凝土将会使得混凝土的水泥水化速率与湿度蒸发速率增加,这将会对混凝土特性及使用可靠性产生负面影响。为了避免太阳光直射混凝土仓面，降低仓面温度，减少混凝土表面水分蒸发，可以在混凝土外表面搭设凉棚。混凝土浇筑完成后，应当用塑料布对混凝土外漏面覆盖严密，塑料布内应具有凝结水，并应经常检查。混凝土浇筑完成后12小时内即应覆盖、晒水，直到规定的养护时间，操作时不得使混凝土受到污染和损害。[3]混凝土拆模后，应立即对基础混凝土用土工布、麻袋等进行覆盖，洒水养生，最好用塑料布（黑色）进行覆盖、包裹养生，以免表面水份过度散失，塑料布内应具有凝结水，并应经常检查，塑料布外面裹一层毛毡,以起到保护塑料布严密、保持恒温、保湿，提高养护效果的作用。保温主要是减少混凝土表面的热扩散，降低表面的温差，防止产生表面裂缝；保湿主要是防止混凝土表面出现收缩裂缝。

楼板采用人工混凝土初次找平，然后用平板振捣快拉振实的方法，人工找平多次碾压抹面，确保表面平整密实光洁，减少表面收缩裂缝。同时，在跨度较大的混凝土墙板中应严格按设计要求留置伸缩缝。施工或拆模后的混凝土要及时覆盖并保温保湿养护。大面积混凝土因温度的变化，易产生混凝土表面龟裂缝，其裂缝产生的大小，与所用水泥品种、外掺料、骨料、外加剂等有直接关系。

图5覆盖土工布浇水养护

结论：

板墙混凝土裂缝通过设计、材料和施工的改善是可以控制和预防。通过上述原因分析，加强与现场的沟通，控制黄砂细度模数和砂率、调整外加剂类型和掺量，施工前做技术交底，督促工地合理施工和加强养护，生产过程严格控制,裂缝现象明显减少。综上所述，使用优质的原材料，设计合理的配合比，严格按规范要求施工，因地制宜的养护措施，都是有效控制裂缝产生的重要途径。

参考文献：

[1]徐荣年徐欣磊.工程结构裂缝控制成中国建筑工业出版社.

[2]袁锦根，余志武主编.钢筋混凝土结构设计基本原理.中国铁道出版社.2003.02.

[3]混凝土结构设计规范(GB50010-2002).中华人民共和国建设部.2002.04.

作者简介：黄诚，男，汉族。1976年出生，本科学历，现任上海建工材料有限公司第一分公司技术质量科科长。曾参与并先后完成了《C80高强混凝土的研制及应用》、《C60自密实混凝土研制》、《快硬性混凝土的实验及生产》、《无砂大孔隙混凝土研制》、《绿色再生骨料混凝土的研制与工程应用》等多项课题的科技攻关。熟悉混凝土生产的各个环节，现主要以混凝土生产的环保化、信息化作为研究发展方向。