混凝土收缩与楼板裂缝

高艳宝

大同机场有限责任公司   山西大同  037006

摘 要： 本文通过研究收缩和裂缝成因，以及多个工程项目跟踪调查结合收缩试验数据的分析，总结了一套系统控制裂缝的措施，并已在工程实践中得到应用。

关键词： 收缩 裂缝 配合比 养护

这几年，楼板裂缝问题倍受关注。2001 年甘肃省出台了《防止和减轻建筑结构裂缝技术规程》，2001 年12 月上海市建委制定《控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则》，2002 年4 月中国建筑业协会工程质量管理分会和国家建筑工程质量监督检验中心在广西北海市召开了工程结构裂缝研讨会。这些表明楼板裂缝问题在全国广泛受到重视，也有了一些研究成果和治理措施。笔者通过对收缩机理的分析和多个工程裂缝的跟踪调查，提出一套系统控制裂缝的措施，并有相对应的实验数据。本文所涉及的系统控制措施，已在工程中得到应用，并取得成效。

1.混凝土收缩和楼板裂缝的成因

由于混凝土所含水分的变化、化学反应及温度降低等因素引起的体积缩小，均称为混凝土的收缩。当在某一瞬间由混凝土收缩产生的拉应力大于同期混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。根据现有研究成果,混凝土的收缩变形根据其成因可分为塑性收缩、自生收缩、温度收缩、干燥收缩、碳化收缩五大类。

建筑物的构件形式、使用材料不同，所处地理环境有差异，因而裂缝的主要成因也有差别。根据对多个工程的跟踪调查，可认为楼板裂缝主要由于干燥收缩引起。浇注后的混凝土置于未饱和空气中，表面水分散失、内外湿度梯度产生很大的毛细管压力，从而引起的体积缩小变形，称为干燥收缩（简称干缩）。干燥收缩贯穿整个建筑物的施工及使用阶段，在整个楼板裂缝中占的比例较高。根据国外20 年的干缩试验资料，14d 仅完成20 年干缩的 14～34％，90d 完成40～80％，1 年完成66～85％。

在没有约束的条件下，混凝土楼板的收缩可以自由完成，只会引起构件尺寸的缩短而不会产生裂缝，但边界受到约束时就会产生应力。在框架结构梁、板、柱的受力体系中，楼板的刚度和强度小于梁和柱，也是受约束最多构件，所以在工程实践中，我们经常发现楼板出现裂缝，而不是梁柱出现裂缝。不仅如此，楼板的比表面积也是最大的，比表面积越大，水分的散失速度越快，干燥收缩也就越明显。

2.楼板裂缝的特征

楼板裂缝出现的情况可归结为几点：

（1）商品混凝土楼板发现的裂缝多于现场搅拌的混凝土楼板。

（2）一般出现在建筑物两端的板区格，呈45o 斜角线，或平行于梁侧边。

（3）裂缝大多上下贯穿，长度不等，宽度一般在0.8-1.6mm 左右。

（4）裂缝发生时间，一般在该楼板浇注后6～10 个月。多层商住楼约在工程验收后半年以内。

3.实际工程中系统控制措施的摸索楼板裂缝系统控制措施

3．1 设计方面

主要对板的配筋进行“改良”。配筋改用细而密的；两端板区格上下双层双向配筋；框架结构柱支座位置增加一层φ4.56 钢筋网片（在浇注混凝土时加入）。

3．2 施工方面

（1） 改进配合比

为了进行比较，笔者在现场采用了商品混凝土和自拌改进后配合比。现场自拌的混凝土改进配合比，着重控制水灰比。用水量减少后，造成混凝土和易性差的问题，可以通过掺减水剂解决。几个配合比的比较见表1。

2.用砂均为本地中砂，粗骨料粒径5～31.5mm，现场控制最大粒径40mm，自然级配。

（2） 控制浇注质量

由于施工现场的搅拌机械水表准确度较差，首先需要进行计量“标定”。严格控制单位用水量。适量的减水剂掺入混凝土中，混凝土的和易性得到改善，坍落度增大。掺加减水剂的关键是控制掺量和掺入时间。总体效益有提高。

（3） 加强混凝土养护

混凝土养护的关键是及早进行养护和保持充分湿润。据现场观察，开始养护的时间随气温、湿度、风速等而定。气温25o C 以上时，一般在混凝土即将初凝时，需开始养护。养护不能直接淋水，否则表面会“脱皮”，应覆盖麻袋等，水淋在覆盖物上，能保证混凝土表面充分的湿润，淋水养护需在7 天以上.

3．3 其他方面

竣工验收到交付用户使用（或商品房销售出去）之前，由于门窗紧闭，造成经常存在较大的室内外温差，这也是引起楼板裂缝的一个因素。因此建议门窗不要完全封闭，使空气有流通。

3．4 经济分析

改进后的配合比，每立方米混凝土增加减水剂3～4 元（每吨减水剂约7000～8000 元），而减少水泥用量13kg/m3，减少造价约3 元。结合施工时间不会显著增加，麻袋可重复使用等因素，综合经济效益为佳。经综合采用上述措施，有效地控制了裂缝的产生。

4.试验结果分析

4．1 试验条件

笔者对配合比1 号（商品混凝土）和3 号（改进后现场自拌混凝土），分别取样5 组和7 组制作收缩试件，在试验室用天津仪器厂的测长仪进行测量（精度0.01mm），目前已观测了400 多天。放置条件与《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》（GBJ82—85）要求的有所不同，开始7 天用麻袋湿水覆盖，7 天后自然放置，主要是考虑与施工现场的条件一致，而且有关的专家学者已按GBJ82—85 的方法进行收缩试验，对收缩进行了系统的研究。

4．2 试验数据

收缩曲线见图1。

注：曲线1 龄期438d，为商品混凝土试件的收缩数据；曲线2 龄期355d，为现场自拌混凝土（改进配合比）试件的收缩数据

4．3 试验结果分析

（1）从收缩曲线来看，足以说明改进后现场自拌混凝土的综合性能比商品混凝土好。

（2）据有关资料，外加剂应用不当会引起收缩量增大，本文采用的改进配合比，按满足和易性和不增加混凝土收缩为控制，效果较好。实际测得的收缩比商品混凝土的小。

（3）这次的测量数据，绝对值比文献[2]所论及的200～1000×10E-6 大了许多，可能主要有两方面原因①近年来混凝土成分及工艺的变化，其收缩值普遍增加；

②试验条件不同，为自然放置。在观测中发现，受温度、湿度影响较大，有约±100×10E-6 的波动。

5.小结

（1）了解裂缝的成因，采取系统控制措施，可以控制裂缝的产生。

（2）设计、施工几方面的措施应配套使用，缺一不可。其中，混凝土配合比设计和混凝土养护是最关键环节。

（3）进行收缩试验，有助于比较不同混凝土配合比的收缩情况，也可了解和验证所选用的配合比的合理性。

参考文献

[1] 中国建筑工业出版社， 1998

[2]黄国兴，惠荣炎. 混凝土收缩. 中国铁道出版社，1990，北京

[3] A.M.内维尔. 混凝土的性能. 中国建筑工业出版社，1983

[4] 工程质量（增刊）. 2002 年5 月，北京

[5] 张冠伦，王玉吉，孙振平. 混凝土外加剂原理与应用. 中国建筑工业出版，1998