细石混凝土地面裂缝的分析及防治探讨

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摘要:本文通过细石混凝土地面大面积的施工中出现的裂缝分析，揭示了混凝土收缩和基层变化对混凝土面层的影响，提出了针对大面积混凝土地面施工防裂措施。

　　 关键词：细石混凝土 裂缝 干燥收缩 温度应力 分格缝   —、前言在工业与民用   建筑工程中细石混凝土被广泛应用，一般主要用厂房、车库、设备机房等部位的地面装修，这种地面造价低，耐久性能好，施工速度快，取材容易。但大面积细石混凝土地面若设计，施工不当，极容易产生质量问题，轻则影响观感质量，严重的可能影响使用功能。其中地面裂缝是大面积细石混凝土地面的最主要通病之一。 　　导致细石混凝土地面裂缝的因素很多，表现形式多种多样，工程意义各有所不同。按裂缝的起因主要有两种：一是混凝土地本身收缩变形的约束裂缝，另一种是混凝土地面基层变化引起的裂缝。 　　 二、细石混凝土地面收缩裂缝分析   细石混凝土地面收缩是由于混凝土收缩变形受到约束所引起，其中主要有混凝土塑性沉缩裂缝、混凝土干燥收缩变形裂缝、温度胀缩变形裂缝等。 　　2.1 塑性沉缩裂缝 塑性沉缩裂缝是混凝土的一种早期裂缝，即在浇注完混凝土 4～15 小时左右，水泥水化反应剧烈，出现泌水和水分急剧蒸发现象，引起失水收缩。尤其在变截面处易发生剧烈收缩，此时骨料与胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形。水分大量蒸发引起的混凝土塑性沉缩裂缝与沉凝土的流态有关，一般流态越大，越容易引起沉缩裂缝。塑性沉缩裂缝发生时，在混凝土表面出现断断续续的裂缝，裂缝中部较宽，两端较窄，呈梭形。对于混凝土地面，裂缝常出现在混凝土厚度变化处或管线敷设处。如果混凝土水灰比过大，水泥用量大，掺和料保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，养护不足表面失水能导致混凝土会出现塑性沉缩裂缝。为了避免混凝土出现塑性裂缝，可在混凝土还处在塑性状态时，适时予以拍打，促其表面裂缝闭合，恢复整体性。 　　2.2 干燥收缩裂缝 混凝土浇筑完毕要经过一定湿养护期，在此期间因饱含水分而体积基本不变。以后混凝土在空气中，逐渐硬化，水分散发，体积发生收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的脱水收缩，其中最大收缩是发生在第一次干燥之后，以后逐渐减慢，大部分收缩在龄期 3 个月内出现，但龄期超过 20 年后收缩仍不会中止。当混凝土的收缩应变超过结构的轴心受拉峰值应变时，混凝土内部和表面就会形成裂缝，随着应变的增加，裂缝也随之发展。因为结构很薄，混凝土地面收缩裂缝一般是贯穿性裂缝。 　　影响混凝土的收缩变形的主要因素有以下几个方面：①水泥的品种和用量。不同品种和质量的水泥，收缩变形值不等，如早强水泥比普通水泥的收缩约大 10%，混凝土中的水泥用量和水灰比越大，收缩量越大。 　　②混凝土骨料的性质料径和含量。 　　骨料含量大，弹性模量值高者，收缩越小，料径大者，对水泥浆收缩的约束大，且达到相同稠度所需的用水量少，收缩量也小。③养护条件。及时完善的养护能够加速水泥的水化作用，减少收缩量，养护不完善，将加大干燥环境中的收缩。④使用期的环境条件。结构所处的温度高、湿度低，都增大水分的蒸发，收缩量大。⑤构件的形状和尺寸。混凝土中水分蒸发必须经由结构表面。故结构的体积与表面积之比越小，水分蒸发量越大，混凝土收缩越大。 　　2.3 温度胀缩变形裂缝 混凝土温度裂缝起因于温度应变受到约束。温度应变起因于温差。关于温差有两种情况，一种是混凝土最高的截面平均温度与环境大气的平均温度之差；另一种是混凝土的表面温差，即混凝土截面中心最高温度与混凝土表面温度之差。起因于这种表里温差的表层温度收缩应变要受到内部约束，从而引起外部裂缝。当温度胀缩引起的混凝土内部应力大于混凝土抗拉强度时，会引起混凝土裂缝。由于混凝土薄板的厚度远远小于其他两个方向的尺寸，因此温度胀缩引起的一般也是贯通裂缝。另外由于环境温度湿度变化，在混凝土板面与底面之间形成温度，湿度差异，混凝土下部的粘接层会约束混凝土板表面产生的胀缩变形。如果在温度施工中设计了分格缝，则混凝土板面容易在分格缝处产生翘曲变形。 　　 三、混凝土地面基层变形引起的裂缝   混凝土地面结构楼板变形引起的裂缝：在超长结构或跨度比较大的楼板上做细石混凝土地面，也容易产生地面裂缝。原因是，钢筋混凝土结构楼板本身存在温度变形、收缩变形或挠度变形等，这种变形和混凝土地面的变形是不同步的，如果程度较大，必须会引起其表层地面的裂缝，一般这种裂缝很难修复。 　　混凝土地面基层垫层材料引起的变形裂缝：楼板细石混凝土地面一般的施工做法是，先做一层50mm～80mm 厚的垫层，表面再做细石混凝土面层。垫层一般为 1∶6 水泥焦砟或是轻集料混凝土，前者焦砟如果煅烧不充分，则在潮湿的环境下容易引起垫层膨胀，从而会引起混凝土地面的裂缝。 　　 四、混凝土地面裂缝控制   对大面积细混凝土细地面裂缝的控制，需根据混凝土地面板本身的特点，从设计、材料及配合比和施工等各方面综合考虑，统筹处理。 　　4.1 合理配置钢筋 配置钢筋是控制混凝土裂缝的重要手段之一，对混凝土地面，主要是配置适当防裂钢筋网片，防裂钢筋为构造配筋。 　　位于混凝土表面下 50mm 左右，一般要求钢筋不宜太粗，间距控制在150mm 以下。此做法适用于基础底板上的混凝土地面，可有效防止地面裂缝。合理配置钢筋，也要求结构楼板的配筋设计要优化，尤其对超长、大跨结构，楼板钢筋宜上、下层通长配置。笔者曾遇到一个工程，钢筋混凝土框架剪力墙结构，超长，柱网布置为 8×8。设计没有考虑混凝土温度收缩应力，地下室楼板只在梁的负弯矩处设计了负弯矩钢筋，而且负弯矩钢筋长度只到板跨的三分之一处，结果因为湿度应力和混凝土收缩，造成结构楼板在负弯矩端部位置出现有规律的裂缝，也造成表面混凝土地面开裂。 　　4.2 全理设置分格缝 设置分格缝也是混凝土地面为控制其收缩裂缝最常采取的一项措施，接缝间距设置越大，混凝土板块收缩越大。接缝张开愈宽，分格缝传荷能力越低，从而越容易引起裂缝，因此合理设置分格缝尤为重要。根据施工规范规定，混凝土或水泥地面分格缝设置板块面积不宜大于 36 平方米。分格缝一般沿轴线和跨中进行分格，根据计算分析以及实际施工经验，板块分隔最大长度不宜大于 8 米。分格缝的设置，一般有两种做法：一种是在混凝土地面施工前根据分格缝设计，提前将木条或塑料条用水泥浆固定，养护 24 小时后，再进行地面施工。另一种是后切缝，先进行混凝土地面施工，常温下养护5～7 天，强度达到 75%（不宜大于 100%）后用切割机切缝，缝宽 7mm～10mm，深度为厚度二分之一左右。缝深度不宜过小，也不宜过大，否则造成混凝土地面板的开裂或翘曲。 　　4.3 原材料控制 混凝土强度等纵不小于 C20，不宜大于 C30，因为随着混凝土强度的增大，混凝土的收缩也加大。混凝土石是最大粒径为 15mm，含泥量不得大于 3%，沙子为中沙。混凝土坍落度不宜过大，最好控制在 30mm 左右，以泥抹子轻拍可出浆为宜，如果采用机械抛光工艺，混凝土坍落度可控制在 120mm～140mm。 　　4.4 施工过程控制 基层清理要干净，清除混凝土基层上的砂浆、油漆等杂物，使之露出混凝土结构板原色，基层要洒水湿润 24 小时以上。推荐机械抛光工艺，混凝土要振捣密实。管线距墙阴阳角不得小于 15cm，防止集中应力的出现。所有管线处必须加铺双层硬质钢板网，宽度不小于 30cm，防止该部位裂缝。加强养护工作，最好用满铺一层塑料薄膜或木屑粉覆盖洒水保持湿润，养护至少 7 天，强度上来之前严禁上人，并加强成品保护。 　　 五、结束语   通过上述分析，影响大面积细石混凝土地面裂缝的因素主要是混凝土的干燥收缩与温度应力变化，其中通过合理设置分格，适当配置构造钢筋、加强原材料控制和合理改进施工工艺等措施是可以避免大面积细石混凝土地面裂缝的。 　　 参考文献： 　　[1] 王铁孟.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社，1997. 　　[2] 富文权,韩素芳.混凝土工程裂缝分析等控制.北京:中国铁路出版社，2002.