整体混凝土面层裂缝控制策略分析

整体混凝土面层裂缝控制策略分析

李万哲

身份证号：152301199006206519

摘要：近年来通过大量工程实例发现，混凝土面层因施工操作简单、技术难度低、基层厚度薄、施工速度快、施工过程控制不严格等因素，造成混凝土面层浇筑后期产生大量裂缝，增加工程维修费用，甚至开裂严重的需返工，带来巨大经济损失。同时，混凝土面层又可作为塑胶面层、地坪漆面层等的基层，如不对其裂缝加以控制，将影响整体面层的质量。整体面层是指每个房间的面层结构为一个整体，不发生其他分格缝或缝隙。

关键词：整体混凝土；面层；裂缝；控制策略

1 整体结构混凝土面层裂缝成因

1.1 原材料品质

不同的原材料品质对裂缝的影响因素较为明显。以水泥为例，不同厂家生产的普通硅酸盐水泥颗粒大小不同，所需的水量存在明显差异，需水量高的水泥对非结构混凝土裂缝产生的几率和质量影响越高。在骨料选择方面，骨料粒径、骨料含泥量、骨料产地都会造成面层裂缝的发生，如所采用的的粗集料含泥量大于1%，细集料含泥量大于3%，面层混凝土浇筑后产生裂缝的面积、裂缝宽度、裂缝长度的现象比较严重。在细骨料选择上有天然砂、机制砂，采用天然砂发生裂缝的几率会比机制砂低。因此，原材料品质的保证是生产合格混凝土的首要条件，也是控制面层混凝土裂缝的先决条件。

1.2 施工工艺不当

施工过程中对施工工艺流程各环节的质量管控不严格也是造成裂缝的一项重要因素。混凝土基层因其结构重要程度较低，施工时忽视了其重要性，没有引起管理上足够重视，造成开裂返工、维修的风险大。大量工程实践证实，同一混凝土供应商生产的同强度同配比的混凝土，在不同工程实体中所出现的裂缝程度不尽相同，如在施工工艺方面加强养护，混凝土开裂程度低，反之较高。从实体工程调查结果反映出养护措施的合理性和及时性对面层混凝土裂缝影响较大，浇筑完成后早期裂缝的产生与这一关键因素相关。另外在非结构构件施工时，因每次浇筑方量小，同时为了节约施工成本会选择现场搅拌的方式生产混凝土；致使混凝土搅拌时长不够、搅拌不均匀，混凝土和易性差，加之在浇筑时振捣不充分，面层混凝土局部泌水严重。

1.3 基层界面

基层界面对面层混凝土的约束作用对其裂缝的发生影响较为持久。基层粗糙度、清洁程度、基层含水率对面层混凝土初期凝结固化环境影响大。基层含水率低的情况下浇筑面层混凝土，产生裂缝的程度较为严重。反之，浇筑前充分洒水湿润的基层，面层产生的裂缝明显减少。基层粗糙度和清洁方面人工清理与机械清理对裂缝控制效果存在显著差异，后者效率和效果更好。此外还要考虑主体结构的沉降、基础混凝土后期徐变对面层的影响。主体结构混凝土作为面层混凝土的基层，其温度应力的发展和结构受力变化产生裂缝的影响较为持久。在基础结构施工阶段加强混凝土温度监测，做好预防措施和施工方案的选择，降低因基础裂缝带来的面层裂缝风险。另外混凝土面层施工时应注意主体结构沉降应趋于稳定。

1.4 配合比

面层混凝土因其厚度薄，选择粗骨料粒径在16mm以内的破碎石或天然石为主的细石混凝土，配合比主要以商品生产厂家设计的配合比为主，其中掺合料的比例以国家相关规范要求数值为界限，其中粉煤灰掺量最高不超过胶凝材料用量的30%，配合比设计时考虑了混凝土强度的强度要求。对面层混凝土裂缝控制而言在满足强度的前提下，还有进一步降低水泥用量的空间，减少水化反应产生裂缝，配合比还需进一步优化设计。

2 整体混凝土面层裂缝控制策略

2.1 混凝土配合比优化设计

配合比优化设计时，设定初步试验条件，减少因原料厂家不同所带来的不确定因素；水泥选择41.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅱ级，矿粉S95级，细骨料选择天然砂、粗骨料选择粒径小于16mm的破碎石，其余材料符合相关标准检验要求。本次试验在材料选择时加入矿粉，相关试验研究表明，矿粉能够减缓混凝土前期强度的增长，延长混凝土凝结时间，有利于前期裂缝的控制。在相同水胶比下,采用等量的粉煤灰或矿渣粉取代水泥对混凝土的早期收缩及开裂性能均有一定的改善作用,粉煤灰对混凝土开裂的抑制效果优于矿渣粉。混凝土的抗裂性随着粉煤灰掺量的增加而显著增加，当粉煤灰的掺量超过30%时，混凝土的抗裂等级已经变为Ⅱ级，抗裂效果显著。本次试验选择粉煤灰+矿粉对混凝土抗裂性能的影响优于单掺粉煤灰，能有充分发挥二者对混凝土有利影响。因面层混凝土不承受结构力，对强度和耐久性的要求不高，在强度满足设计条件时，则可将配合比中掺合料的用量界限进一步提高，大量减少水泥在配合比中的比例。混凝土生产商家常用于细石混凝土的配合比中矿物掺合料用量约占胶凝材料用量的20%～30%，本次试验时以5%为梯级增加用量，考虑提高单一掺量的比例会造成混凝土和易性和收缩性变差问题，试验时掺入矿粉增加和易性；不采用泵送方式浇筑时设计配合比应将水胶比控制在0.5以下，减少用水量。试验结果表明将粉煤灰掺量提高至40%，混合掺量的比例提高至50%时，混凝土强度、和易性、耐久性仍能满足设计条件，完成混凝土配比的优化设计，实现裂缝的初步控制。

2.2 结构设计

混凝土配合比设计优化后，为了进一步控制浇筑完成以后面层裂缝的产生，需在混凝土面层中增加抗裂钢丝网或添加抗裂纤维，以增强面层抗裂性能。在每立方米混凝土中添加0.5kg抗裂纤维，防止在混凝土在初凝、终凝阶段产生新的裂缝，提高混凝土面层结构刚度，提升抗裂性能，达到在施工阶段控制混凝土面层裂缝的目的。钢丝网选择应根据混凝土层厚度选择相应直径的钢丝网，地面地坪混凝土选择φ2.0mm钢丝网为宜。两种材料对裂缝的控制效果明显，结果差异不大，在可操作性和经济性方面抗裂纤维较抗裂钢丝网容易。

2.3 施工工艺控制

2.3.1 基层清理

基层清理的程度决定了面层混凝土与基层间的粘结力，用铣刨机对原有混凝土面铣刨形成毛面，有利于提高混凝土与结构板面间的结合力，减小与原有结构面的收缩力，施工时要重视基层的检查验收和处理，如基层出现较宽较深的裂缝时应按方案处理后再浇筑面层混凝土。

2.3.2 洒水、刷结合浆

该阶段主要解决基层含水率和基层间粘结力问题。基层含水率低，施工时基层未洒水湿润，混凝土内部水分会被基层汲取，使混凝土失去水化反应的环境，容易引起面层开裂。涂刷结合浆能够增强基层间粘接力，减少混凝土浇筑初期应力变化产生的裂缝。结合浆水灰比为1∶1，水泥为41.5级普通硅酸盐水泥。加水拌和均匀后涂刷均匀、不漏涂，随混凝土浇筑进度涂刷，过早涂刷会造成结合浆凝固失去作用。

2.3.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑阶段应做好浇筑方案的选择，高层建筑以泵送作为传输方式，在配合比设计阶段应考虑该阶段对混凝土坍落度损失的影响，控制水灰比。浇筑阶段应做好气温的监测，选择气温在20～25摄氏度浇筑，有利于混凝土凝结固化，在该气温下面层所产生的裂缝最少。气温较高时，混凝土凝结固化时间缩短，加强养护补充混凝土水分。

参考文献

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