钢筋混凝土加固钢筋混凝土楼面裂缝的成因

　　2 内蒙古钢筋混凝土加固钢筋混凝土楼面裂缝的成因

　　通过长期的工程实践，业内将钢筋混凝土楼面裂缝的成因归为设计原因、材料原因、施工原因三类。其中设计原因、材料原因最终可归于混凝土的收缩特性，而施工原因可归于外加载荷超出楼面力学性能，以下分别说明。

　　2.1  设计原因

　　对混凝土楼面裂缝发生的部位进行分析，在楼面四周阳角处，集中分布于楼面角部放射筋末端的45 度角裂缝是裂缝主要形式之一。在现浇钢筋混凝土结构中，楼面与剪力墙、柱、圈梁为整体浇筑，圈梁等构件对楼面在水平的 x、y 方向均形成约束。混凝土楼面在强度不断发展的过程中，由于内部的收缩特性产生应力；同时在阳光照射下，楼面上下表面存在较大温差，楼面内同时存在温度应力[3-4]。从设计角度看，现行设计规范中并未针对温差及混凝土材料收缩专门设置参数，如在设计中未单独考虑这一因素，易出现配筋薄弱的情况。由于混凝土材料本身没有受拉性能，在梁板交界的x、y 方向拉应力同时作用下，当拉应力大于混凝土极限抗拉强度时，即沿 45 度方向开裂。

　　2.2  材料原因

　　混凝土材料存在的收缩特性是引起楼面裂缝的根本原因，收缩量随时间增长而不断加大，收缩速率随混凝土龄期的增长而急剧减小，浇筑完成90d 内的收缩量为全部收缩量的 40%～80%，大部分收缩变形在一年内完成。混凝土的收缩包括了终凝前的凝缩变形、混凝土硬化过程中的干缩变形、凝胶材料的水化作用引起自身收缩变形、温度下降引起的冷缩变形、因碳化引起的碳化收缩变形五个阶段，其中以干缩变形与冷缩变形导致混凝土楼面开裂为主[5]。下面将对水泥品种及用量、骨料品种与含量、外加剂种类、入模温度等影响混凝土收缩的因素进行进一步分析。

　　2.2.1  内蒙古锐达砼切割拆除水泥用量及品种

　　混凝土的收缩主要来自水泥浆的收缩，如果混凝土内部水灰比增大、水泥用量增多、水泥标号升高，都将加大混凝土集料比表面积，增加混凝土吸附水分的能力，所吸附水分大幅超过了水泥水化及强度增长所需的水分，使混凝土的体积收缩严重加剧。水泥品种方面，矿渣水泥比普通水泥收缩大、高强度水泥比低强度水泥收缩大、粉煤灰水泥收缩值较小[6]。

　　2.2.2  骨料级配及质量

　　混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时又随骨料中粘土含量的增加而增大，成品混凝土中骨料的质量问题会影响混凝土收缩量进而引起开裂。例如使用石灰岩为粗骨料的混凝土比用砂岩为粗骨料的混凝土收缩率降低20%～30%，砂岩在干湿条件下收缩变性较大，而石灰岩基本上不变，干湿变形大的粗骨料是不能很好抑制变形的。细骨料方面，预拌混凝土厂家为控制成本，常采用细度模数低、含泥量较高的中细砂，导致骨料级配无法满足GB/T 14902—2012《预拌混凝土国家标准》[7]，不能实现设计要求。

　　2.2.3  混凝土外加剂

　　混凝土外加剂可以节省水泥用量、优化混凝土强度与性能，但预拌混凝土厂家为改善混凝土性能，对外加剂的过度或不当使用会成为混凝土结构裂缝的隐患。例如为节省水泥用量过度使用减水剂，易导致混凝土的泌水与离析，导致干缩裂缝的产生；为保证混凝土现场坍落度，厂家可能过度使用缓凝剂，使得混凝土在浇筑后长期处于塑性状态下，不利于早期强度的形成，骨料在自重作用下也易沉降，加剧了混凝土体系的不均匀性，在拉应力作用下不同材料间易产生裂缝。

　　2.2.4  混凝土入模温度

　　混凝土浇筑后在硬化期间，水泥放出大量水化热，内部温度不断上升。尽管温度对裂缝的影响主要体现在大面积混凝土浇筑过程中，但对于混凝土楼面，浇筑过程中表面与内部温差、上下两面温差同样不可忽视。经现场实际测量，如在炎热天气浇筑，在正常养护条件下，150mm厚楼面的表面、地面温差仍可达到 15～20℃，产生较为显著的温度应力差，是引起开裂的隐患。但因现场工期紧张、预拌混凝土批次、施工人员意识不到位等原因，往往难以从各方面兼顾混凝土入模温度的问题，未采取特别措施，导致温度裂缝的产生，尤以夏季施工过程中最为显著。

　　2.3  施工原因

　　混凝土施工过程中或施工后的保护不当也易导致楼面产生裂缝。混凝土楼面在钢筋绑扎或混凝土浇筑过程中，如未注意上层钢筋网的有效保护，各工种施工人员行走频繁对楼面上层的混凝土钢筋造成破坏，在混凝土浇筑前又未及时修复及设置马镫筋，易导致楼面上层钢筋在混凝土中位置偏低，钢筋保护层分布改变，楼面上部抗拉性能差，导致楼面出现裂缝。此外，由于大部分工程都存在赶工期、施工场地紧张等问题，常在混凝土未达到规定强度甚至在养护时间不足24h 的情况下过早拆模或堆放重物，易造成楼面在强度不足的情况下受各类动静荷载作用引起裂缝，尤以大跨度处最为明显，且此类裂缝与混凝土干缩裂缝应力产生方式不同，极易发展为宏观裂缝，必须特别注意预防。