A 工地樓板混凝土貫穿鋼筋裂縫的控制

茆達(dá)理

（無(wú)錫華太混凝土有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

0 引言

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)常見的現(xiàn)象，也是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。任何時(shí)候只要各種應(yīng)力作用導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力形變大于混凝土的抗拉能力，裂縫便會(huì)形成?，F(xiàn)澆樓板出現(xiàn)沿鋼筋走向的貫穿裂縫，會(huì)引起結(jié)構(gòu)滲漏，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用功能和結(jié)構(gòu)的耐久性能，甚至危及結(jié)構(gòu)安全，屬于混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的嚴(yán)重缺陷，必須加以預(yù)防和控制。

1 項(xiàng)目及裂縫情況簡(jiǎn)述

A 工地位于無(wú)錫市機(jī)場(chǎng)路和漢江路交叉口，主體結(jié)構(gòu) 22 層，裙房 7 層。3～5 層樓板施工時(shí)，多次出現(xiàn)大量沿鋼筋走向的貫穿裂縫（見圖 1）。裂縫最初出現(xiàn)于混凝土初凝前。機(jī)械收光使其彌合，灑水養(yǎng)護(hù)，次日裂縫再次出現(xiàn)。結(jié)構(gòu) 3～5 層施工時(shí)間段為 2013 年 3 月至2013 年 5 月，樓面混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) C30。

該工程出現(xiàn)的裂縫分布主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）裂縫幾乎全部沿鋼筋方向出現(xiàn)。（2）裂縫只出現(xiàn)在雙層鋼筋網(wǎng)處，尤其是邊角鋼筋密積加強(qiáng)區(qū)域。單層鋼筋網(wǎng)處則未有裂縫出現(xiàn)。（3）混凝土坍落度小、干澀，出現(xiàn)裂縫的幾率明顯大于稀、軟的混凝土。（4）出現(xiàn)裂縫時(shí)常伴有高風(fēng)速、低濕度氣象條件，而與溫度沒有必然的關(guān)聯(lián)性。（5）毛氈覆蓋只能減小裂縫寬度，不能杜絕裂縫的出現(xiàn)。

騎縫鉆孔觀察裂縫情況（見圖 2），裂縫主要有三類：（1）存在于板面保護(hù)層內(nèi)的“V”型塑性沉降鋼筋縫；（2）沿鋼筋走向分布、貫穿樓板厚度的“‖”型貫穿干縮裂縫。（3）兩次澆筑接合面處的水平橫向裂縫，位于下層鋼筋網(wǎng)的上方。

2 裂縫原因分析

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)分析

圖 1 貫穿裂縫

圖 2 騎縫鉆孔觀察裂縫情況

該工程樓板厚度及鋼筋保護(hù)層厚度符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，具體要求見表 1。

表 1 該工程樓板厚度及鋼筋保護(hù)層厚度要求 mm

混凝土原材料質(zhì)量符合 GB 50164—2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求；配合比設(shè)計(jì)符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求；試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度 R28=38MPa，結(jié)構(gòu)實(shí)體 45d 齡期回彈強(qiáng)度推定值33MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2 混凝土原材料技術(shù)性能及配合比

2.2.1 原材料

（1）水泥：無(wú)錫天山水泥有限公司 P·O42.5 水泥，其化學(xué)成分分析見表 1，性能指標(biāo)見表 2，符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)要求。

表 1 水泥的化學(xué)成分分析 %

表 2 水泥性能指標(biāo)

（2）粉煤灰：興化市大垛鎮(zhèn)兆美建材經(jīng)營(yíng)部 F 類粉煤灰，技術(shù)性能參數(shù)見表 3。符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標(biāo)準(zhǔn)中Ⅱ級(jí) F 類粉煤灰的技術(shù)要求。

（3）礦粉：無(wú)錫新三洲特鋼有限公司 S95 級(jí)粉煤灰。技術(shù)性能參數(shù)見表 4。符合 GB/T 18046—2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》標(biāo)準(zhǔn)中S95 級(jí)技術(shù)要求。

表 3 粉煤灰性能指標(biāo) %

表 4 礦粉性能指標(biāo) %

（4）外加劑：泵送劑 BS-2，其技術(shù)性能參數(shù)見表5。外加劑含固量、密度、pH 值、氯離子、總堿量符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；其余項(xiàng)目符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

（5）石：碎石，其篩分分析見表 6，技術(shù)性能參數(shù)見表 7。符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中碎石技術(shù)要求，5～31.5mm 連續(xù)粒級(jí)。

表 5 外加劑性能指標(biāo)

表 6 碎石篩分分析

（6）砂：使用Ⅱ區(qū)中砂和特細(xì)砂，其技術(shù)性能參數(shù)見表 8。

（7）水：百興塘河地表水，符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》中的技術(shù)要求。

2.2.2 混凝土配合比及性能

C30 混凝土配合比及性能見表 9。

2.2.3 裂縫形成的主要因素——混凝土泌水，導(dǎo)致體積縮小

泌水可以理解為混凝土中毛細(xì)管內(nèi)的水面下降，毛細(xì)管內(nèi)彎液面的曲率半徑變大，導(dǎo)致表面張力增大，對(duì)管壁產(chǎn)生壓力。在持續(xù)泌水過(guò)程中，混凝土處于不斷增強(qiáng)的壓縮狀態(tài)，最終表現(xiàn)為體積收縮變小。泌水是由于混凝土拌合物保水能力不足引起的。泌水最初以一定的速度發(fā)生，隨后泌水速度穩(wěn)定減少，泌水一直持續(xù)到水泥漿充分硬化為止。由于水份蒸發(fā)作用的存在，有時(shí)在混凝土表面不會(huì)形成明顯的“積水”現(xiàn)象，特別是低坍落度的混凝土。泌水現(xiàn)象形成的毛細(xì)通道，全部空隙均朝相同方向，導(dǎo)致混凝土水平方向和沿澆筑面方向粘結(jié)性能均差，抗拉強(qiáng)度低。同時(shí)，鋼筋附近混凝土截面有效厚度最小。因而“V”型塑性沉降縫、“‖”型貫穿干縮裂縫從鋼筋附近區(qū)域產(chǎn)生。

表 7 碎石性能參數(shù) %

表 8 砂的性能指標(biāo) %

表 9 混凝土配合比及性能

2.2.4 裂縫形成的次要因素——振搗不充分

混凝土振搗的目的有兩個(gè)：一是使混凝土上下各層之間良好結(jié)合，消除混凝土沉降引起的裂縫和泌水，二是使混凝土內(nèi)摩擦力減小、粗骨料緊密堆積，盡可能獲得最高的密實(shí)度，從而提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?；炷琳駬v時(shí)必須注意，振動(dòng)棒插入點(diǎn)的間隔距離以及振搗時(shí)間要與混凝土的稠度相適應(yīng)，確保全面均勻振實(shí)。本工程對(duì)混凝土工作性能的要求“非常嚴(yán)格”，入模坍落度控制 120～140mm，混凝土漏振現(xiàn)象較為突出。主要表現(xiàn)在：（1）混凝土兩次澆筑層結(jié)合面處振搗不實(shí)，形成水平橫向裂縫。（2）鋼筋附近區(qū)域混凝土振搗不充分，混凝土下沉，受到鋼筋阻擋而“折斷”，保護(hù)層內(nèi)形成“V”型塑性沉降鋼筋縫。

3 為防止樓板開裂采取的主要措施及效果

本工程 6～22 層施工中，主要采取以下兩個(gè)措施來(lái)防止樓板混凝土開裂，取得了預(yù)期效果，未再有貫穿鋼筋裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)：（1）調(diào)整配合比，增加混凝土體系 0.15mm 以下細(xì)粉含量，提高混凝土入模坍落度，改善混凝土保水性能，減小因混凝土泌水導(dǎo)致的收縮；（2）強(qiáng)化機(jī)械振搗作用?；炷琳駬v工序作業(yè)由 2 人增加至 3 人，振搗時(shí)密切關(guān)注混凝土振搗的密實(shí)效果和振搗間距，使混凝土全部充分密實(shí)。

調(diào)整前后混凝土配合比及其性能對(duì)比見表 10。

表 10 調(diào)整前后混凝土配合比及性能對(duì)比