iData_钢筋混凝土楼_屋_面板开裂的原因分析及防治措施_马军

外墙内保温占据了很大一部分市场，随着建筑节能的深入，外墙外保温应得到较大发展；绿色建筑、可再生能源建筑有着节能、节地、节水、节材的特点，应逐步被推广。

参考文献：[1]建设部标准定额研究所.居住建筑节能设计标准（夏热冬冷地区）宣贯教材[M].北京：中国计划出版社，2001， 6.[2]杨煜莲.长沙市研发节能保温新墙材体系取得突破[N].中国建材报，2008-01-11.[3]佚名.由长沙市墙改办组织研究的“自隔热保温体系”取得重大突破[J].墙材革新与建筑节能，2008（2）：23.收稿日期：2011-2-10作者简介：刘剑波（1984-），汉族，湖南株洲人，从事建筑节能研究。

（责任编辑：何彬）钢筋混凝土楼（屋）面板开裂的原因分析及防治措施马军（云南省工程质量监督管理站昆明650228）杨华卫（云南省建筑材料供销总公司昆明650051）张小凡（北京华运装饰工程有限责任公司北京100022）摘要：以某住宅工程楼（屋）面板裂缝调查为例，从各方面对混凝土楼（屋）面板裂缝产生的综合原因进行分析，并提出防治措施。

关键词：住宅；工程；混凝土楼面板；角隅；裂缝；防治措施0前言随着人们生活水平的提高和国家房改政策的落实，住宅已成为人们的私有商品，成为老百姓的最大件商品。

人们对住宅工程的质量要求，从结构安全、使用功能和环境质量等各方面都有所提高。

而混凝土楼面板的裂缝又是人们最为关注的，也是工程上经常出现的质量问题。

本文通过某住宅工程楼（屋）面板裂缝的调查，从各方面对工程楼（屋）面板开裂的原因进行分析，并提出相应的防治措施。

1工程概况该住宅工程为一梯两户建筑，长19.8m，宽9.9m，层高2.8m，共6层，建筑面积为1188.16m2。

地质条件为：场地土为第四纪坡洪积，局部为湖积成因的粘性土，粘性夹砾石及砾砂。

基础采用机械振动沉管灌注桩和条形钢筋混凝土基础。

沉管灌注桩管径为325mm，单打成桩。

设计要求成桩直径为350mm，桩尖持力层为埋深7.7~10.6m的砾砂层，有效桩长为10~15m，设计最大桩距为1.65m（外纵墙处），最小桩距为1.lm（卫生间及餐厅部位），桩身混凝土设计强度等级为C20，单桩竖向极限承载力标准值设计为600kN。

从工程竣工资料反应工程桩实际施工桩长为15.8~16.3m，桩位偏差除77号、49号桩向垂直于条基方向偏移60mm，30号、87号桩向垂直于条基方向偏移50mm外，其余各桩桩位偏移量均在10mm内。

试桩通过静载试验，单桩竖向承载力建议值为Q uk=700kN。

该住宅工程上部结构设计为砖混结构， 2.8m 标高以下砌体为M10砂浆砌筑MU10普通砖， 2.8 ~8.4m标高砌体为M7.5砂浆砌筑MU7.5普通砖，8.4m标高以上砌体为M5砂浆砌筑MU7.5普通砖。

屋面和各层楼面板均为现浇钢筋混凝土板，并设有截面为240mm×240mm圈梁，凡内外墙体交接处及门窗洞口较大或集中处均设有截面为240mm×240mm 构造柱。

现浇混凝土设计强度等级均为C20。

住宅工程于2005年7月10日开工，8月10日完成了地基与基础工程的施工，上部结构于8月13日开始施工，9月29日完成主体结构工程的施工。

从施工单位提供的工程质量保证资料反映该住宅工程所用材料均有出厂合格证，且对钢!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!材、水泥、砖、砂、碎石等原材料按标准及规范的规定进行了取样试验，试验结果均满足设计要求，主体结构施工阶段，对设置在建筑物四大角的沉降观测点进行了沉降观测，观测至竣工验收。

工程于2007年1月竣工验收交付使用，2007年3月后陆续入住。

2007年10月，住户陆续发现在房屋四角山墙处楼面板出现裂缝。

经检查发现，楼面板和屋面板均在角隅部分出现裂缝，沿约45°切角方向，裂缝几乎都出现在靠外墙的角隅，离墙边500~2500mm。

裂缝宽度最大0.5mm。

2楼（屋）面板开裂原因分析2.1混凝土的收缩变形钢筋混凝土结构的开裂以及对裂缝的控制是当前工程界频发且备受关注的问题。

裂缝出现的原因是多方面的，首先是混凝土在水化硬结的过程中即建立了初拉应力，有引起结构混凝土开裂的“潜势”，在某些条件下甚至已形成了微裂缝或可见裂缝。

而原材料的品质、混凝土的配合比、施工状况（包括混凝土的养护制度和模板支撑等）、构件及结构的布置等都会导致钢筋混凝土构件裂缝的开展。

而混凝土构件的这种裂缝可以不是外部作用（如荷载），也可以不是地基变形。

构件混凝土浇筑后，水泥胶凝体发生水化作用，硬结为水化石。

后者的体积要比前者小，也就是混凝土在水化过程中体积会缩小，在工程上，称为化学收缩。

混凝土在水化过程中温度会有所升高。

据估计，在每立方米混凝土中，每100kg水泥水化时会使混凝土的温度升高10℃左右。

而工程中往往用标号不高的水泥来拌制混凝土，本住宅工程也是如此（每立方米混凝土水泥用量达350kg)，这样，水化过程中每立方米混凝土的温度可升高35℃左右。

混凝土在水化升温时其体积会膨胀，但此时混凝土尚处在硬结过程中，混凝土的强度和刚度尚不大，可变形性大，其自身约束小，混凝土内部不会因为膨胀而建立大的压应力。

当混凝土温度逐渐降低时，体积会收缩。

此时，混凝土已结硬或强度和刚度已有较大增长，可变形性小，其自身约束增大，混凝土内部会因此而产生拉应力。

从升温到降温的过程中，混凝土内部最终建立的是拉应力。

如果与外界环境的温差（如昼夜温差）叠加，拉应力会变得更大。

而混凝土的抗压强度大，抗拉强度小。

这样，混凝土内部便会形成大量的微裂纹。

用早强水泥浇筑的混凝土，上述过程更快，混凝土内部积聚的拉应力更大，形成的微裂纹也更多。

满足水泥水化作用所需的用水量仅占水泥用量的25％左右，而在施工过程中为满足混凝土的和易性，在不使用外加剂的条件下，用水量往往达到水泥用量的50％左右。

从混凝土配合比反映，该住宅工程的混凝土的用水量也超过水泥用量的45％。

混凝土在凝结过程中，一部份水参与水化作用，少量存于胶体孔隙中，大部份的水是被蒸发掉的。

水的蒸发会引起混凝上的干缩，含水量越大或水灰比越大的混凝土，构件混凝土干缩越大，干缩受到约定，同样也会在混凝土内部形成初拉应力。

构件混凝土浇筑后，水化的温度变化使混凝土产生的收缩和水份蒸发产生的干缩，在工程上，称为物理收缩。

此外，空气中的二氧化碳对构件混凝土表面作用还会引起混凝土的碳化收缩。

根据试验测定，以上所述的混凝土的收缩量总计约为0.2‰～45‰。

根据我国著名工程结构裂缝控制专家王铁梦教授推荐的估算混凝土的收缩值及在板内产生的拉应力的计算公式可以计算出混凝土的收缩值为：εy（t）=εy0*M1*M2*M3*M4………M10*（1-e-mt）（1）其中：ε—任意时间的收缩值（mm/mm)t—混凝土浇筑时至计算时的时间值（d）εy0—标准状态下的极限收缩值，取3.24×10-4mm/mmM1M2M3M4………M10为考虑各种非标准条件的修正系数：M1—采用P42.5水泥，取1.0；M2—水泥细度为4000，取1.13；M3—粗骨料为碎石，取1.0；M4—水灰比为0.46，取1.5；M5—水泥浆量为0.35，取1.75；M6—自然养护4d，取1.07；M7—因在夏季施工，气候干燥，环境相对湿度25%，取1.25；M8—水力半径的倒数，圈梁取0.916，板取1.01；M9—机械振捣，取1.0;M10—与配筋率有关的系数，圈梁取0.82，板取0.93;将上述数值代入公式，计算得到：εy（150d）板＝9.42×10-4（mm/mm)εy（150d）圈梁＝7.52×10-4（mm/mm)εy（150d）板-εy（150d）圈梁＝1.90×10-4（mm/mm)混凝土板的拉应力：σmax=-Eεy{1-1/[chβ×（L/2）]}H（t）（2）β＝（2C x/（h′E)）-2其中：H（t）—考虑混凝土徐变引起的内力松驰系数，取0.5；C X—水平阻力系数，对混凝土板与圈梁均取1.0N/mm2；L—结构物长度，取198000mm;E—混凝土弹性模量，取2.55×104MPa;h'—混凝土板换算宽度，h'=5700<0.4L，取5700。

代入上式计算出：σmax=2.33MPa，大于C20混凝土的抗拉强度标准值1.5MPa。

由上计算所得值可以看出，本工程楼（屋）面板出现的裂缝，是由于混凝土本身收缩变形过大而引起的。

上述计算还未考虑温差的影响，若考虑，则ε和σmax值更大。

构件混凝土的收缩主要发生在浇筑后6个月，但持续时间却很长，传统达到数十年之久。

以收缩全部完成的时间为20年，则发生在混凝土浇筑完后2周时间内的收缩约为总收缩量的15％~30%，3个月的收缩约为总收缩量的30％~60%，1年内的收缩约为总收缩量的60％~80％。

由此也可说明，本工程在竣工验收时未发现裂缝，而在竣工验收后虽未增加荷载，而楼板裂缝却逐渐产生的原因。

混凝土由于收缩产生拉应力，而混凝土的抗拉强度不到抗压强度的5％，所以构件混凝土很容易受拉开裂。

2.2上述住宅工程楼面板过早出现宽度偏大的裂缝的原因分析就该住宅工程楼面板过早出现宽度偏大的裂缝的原因，归纳如下：（1）拌制混凝土所用材料的影响。

该住宅工程拌制混凝土所用的细骨料为山砂，水泥为早强型矿渣硅酸盐水泥。

山砂粒径偏细，含泥量偏大。

这也是昆明地区比较普遍存在的问题。

而当混凝土所用细骨料粒径偏细，粉料含量偏大，骨料表面积随之增大，这样就使得拌制同等体积混凝土所用的水泥量增加，水泥胶体量增多。

而水泥胶体量的增多，就无形中增大了混凝土的化学收缩；使用早强型矿渣硅酸盐水泥增大了混凝土的物理收缩，在混凝土内部形成了更大的初拉应力。

（2）环境因素的影响。

昆明地区旱季温差大，昼夜温差可高达15℃，年温差可高达35℃。

钢筋混凝土板属薄壁构件，构件表面积大，对外界的温度变化反应比较大，散热的速度比构件内部的散热速度快。

而构件外表迅速散热，降温收缩，内部却未同等降温收缩，导致构件内部阻止构件表面收缩。

另外，水份的蒸发也同样使得构件表面收缩大，而构件内部却未同等收缩，也同样会导致构件内部阻止表面构件收缩。

这样温度的变化和水份蒸发的差异使钢筋混凝土板表面的拉应力增加，板内部产生压应力。

（3）施工速度和混凝土构件养护因素的影响。

该住宅工程于2005年8月13日开始上部结构工程的施工，同年9月29日屋面断水，结构工程的施工工期为45d。

按此工期计算，楼面板混凝土浇筑完两天左右即开始板面的墙体的砌筑，在楼面板混凝土养护困难和养护时间不足的情况下，过早上施工荷载会引起模板和支撑的变形和振动，而新浇筑的混凝土板尚不具有足够强度，往往会引起混凝土的早裂或性能退化。