茆達理

（無錫華太混凝土有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)常見的現(xiàn)象，也是一個非常復雜的問題。任何時候只要各種應力作用導致混凝土產(chǎn)生的應力形變大于混凝土的抗拉能力，裂縫便會形成?，F(xiàn)澆樓板出現(xiàn)沿鋼筋走向的貫穿裂縫，會引起結(jié)構(gòu)滲漏，嚴重影響結(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)量的嚴重缺陷，必須加以預防和控制。

1 項目及裂縫情況簡述

A 工地位于無錫市機場路和漢江路交叉口，主體結(jié)構(gòu) 22 層，裙房 7 層。3～5 層樓板施工時，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。機械收光使其彌合，灑水養(yǎng)護，次日裂縫再次出現(xiàn)。結(jié)構(gòu) 3～5 層施工時間段為 2013 年 3 月至2013 年 5 月，樓面混凝土設計強度等級 C30。

該工程出現(xiàn)的裂縫分布主要有以下幾個特點：（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)裂縫時常伴有高風速、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層厚度符合現(xiàn)行標準GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(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)量控制標準》的要求；配合比設計符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》的要求；試塊標準養(yǎng)護強度 R28=38MPa，結(jié)構(gòu)實體 45d 齡期回彈強度推定值33MPa，達到設計要求。

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：無錫天山水泥有限公司 P·O42.5 水泥，其化學成分分析見表 1，性能指標見表 2，符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準要求。

表 1 水泥的化學成分分析 %

表 2 水泥性能指標

（2）粉煤灰：興化市大垛鎮(zhèn)兆美建材經(jīng)營部 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》標準中Ⅱ級 F 類粉煤灰的技術(shù)要求。

（3）礦粉：無錫新三洲特鋼有限公司 S95 級粉煤灰。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》標準中S95 級技術(shù)要求。

表 3 粉煤灰性能指標 %

表 4 礦粉性能指標 %

（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)標準要求；其余項目符合 GB 8076—2008《混凝土外加劑》標準技術(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)量及檢驗方法標準》中碎石技術(shù)要求，5～31.5mm 連續(xù)粒級。

表 5 外加劑性能指標

表 6 碎石篩分分析

（6）砂：使用Ⅱ區(qū)中砂和特細砂，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《混凝土用水標準》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，導致體積縮小

泌水可以理解為混凝土中毛細管內(nèi)的水面下降，毛細管內(nèi)彎液面的曲率半徑變大，導致表面張力增大，對管壁產(chǎn)生壓力。在持續(xù)泌水過程中，混凝土處于不斷增強的壓縮狀態(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，有時在混凝土表面不會形成明顯的“積水”現(xiàn)象，特別是低坍落度的混凝土。泌水現(xiàn)象形成的毛細通道，全部空隙均朝相同方向，導致混凝土水平方向和沿澆筑面方向粘結(jié)性能均差，抗拉強度低。同時，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 %

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：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度，從而提高結(jié)構(gòu)強度?；炷琳駬v時必須注意，振動棒插入點的間隔距離以及振搗時間要與混凝土的稠度相適應，確保全面均勻振實。本工程對混凝土工作性能的要求“非常嚴格”，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，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，主要采取以下兩個措施來防止樓板混凝土開裂，取得了預期效果，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致的收縮；（2）強化機械振搗作用?；炷琳駬v工序作業(yè)由 2 人增加至 3 人，振搗時密切關(guān)注混凝土振搗的密實效果和振搗間距，使混凝土全部充分密實。

調(diào)整前后混凝土配合比及其性能對比見表 10。

表 10 調(diào)整前后混凝土配合比及性能對比