建筑物结构板收缩裂缝分析

摘要：本文主要介绍了建筑结构楼板产生裂缝的成因及其形态分析，主要对竣工后形成收缩裂缝进行分析，简要介绍了不同深度裂缝一般处理方式以及处理过程中需注意的要点，并强调了竣工后混凝土养护和维护以及施工过程控制的重要性。

关键词：混凝土、裂缝、收缩、设计、耐久、安全性、灌浆、开槽、碳纤维、封闭、形态、结构、缝宽、环境

1、前言

由于建筑设计、施工质量、材料、环境和荷载等因素影响，已有建筑物构件不可避免出现裂缝。对于钢筋混凝土结构，裂缝对结构耐久性、美观程度、安全性都有影响。

2、正文

随着商品泵送混凝土的广泛使用，设计混凝土强度的增长，现浇结构的裂缝承增长趋势，高空泵送混凝土添加减水剂增大了混凝土收缩值也对裂缝产生一定影响。混凝土收缩裂缝成为竣工后期主要问题之一。建设部也很重视裂缝问题，多次召开学术研讨会。对裂缝的修补加固主要为了保证建筑耐久性，防止渗水，消除人视觉上恐慌，维持建筑美观性。据调查，混凝土裂缝中收缩裂缝占裂缝的八成。收缩主要分为浇完混凝土的塑性收缩、温差引起的温度收缩、竣工后两年内发展的干缩裂缝。结构板面积越大，裂缝出现机会越大。而混凝土收缩引发裂缝一般会形成0.3mm左右贯通缝。通常出现在长宽比较大的板长边中间，绝大部分在梁、墙处截止。虽然一般不会对结构安全造成影响，但对人造成心理压力较大。其他可引发裂缝的原因主要有设计缺陷、地基不均匀沉降、动力荷载过大、模板下沉等。若是仅结构板有裂缝，首层以及外墙无裂缝，可排除不均匀沉降因素；地震造成框架结构裂缝一般为X形；温度收缩裂缝一般受阳光直射部位较多，南墙多于北墙，高层多于低层；振捣不均一般为局部开裂；混凝土质量问题应裂纹广泛分布；碱骨料反应墙上一般产生为网状裂缝、梁柱轴向裂缝；运输搅拌时间过长也会产生网状裂缝。事实上，混凝土的干缩裂缝在竣工后一年内的收缩量占据其竣工20年收缩量的七成左右，竣工半年内化学收缩量占其最终收缩量九成。尤其是竣工后长期空置的房间，由于门窗紧闭，相对湿度较低，更易发展收缩裂缝。对于这些空置房间后期维护经常开窗通风以及洒水湿润养护也较不现实。而混凝土也有热胀冷缩的性质，冬季裂缝较夏季大。对于设计正常、钢筋混凝土质量合格、施工过程控制严格的建筑出现的收缩裂缝，其对结构的影响表现在锈蚀物质对缝隙中钢筋的腐蚀。基于耐久性和防水性考虑可对应采取不同的填充物将缝隙密封封堵。对于大体积混凝土一般采取注浆法，较深以及贯穿型裂缝也可采用，活动性裂缝以及受弯构件裂缝外贴碳纤维。基于耐久性可灌粘结性较强的改性环氧、聚氨酯等，基于防水性可灌抗渗性较好的水溶性聚氨酯。灌浆法一般用于宽度高于0.3mm深缝，缝宽高于0.5mm时须开槽修补，槽内可填充改性环氧树脂，活动性裂缝或板底位置以碳纤维密封。粘贴碳纤维前表面需处理干净平整，凹处以环氧树脂砂浆抹平。虽然干缩裂缝对结构性能影响不大，但不做密封会使钢筋锈蚀，降低结构耐久性。裂缝较小时，可用水泥砂浆涂抹，0．2mm以上裂缝可用环氧树脂胶泥封闭。《混凝土加固工程技术手册》中对裂缝修补限制阐述如下：

根据国内外设计规范和有关试验资料，混凝土最大裂缝宽度控制标准大致如下：
　　无侵蚀介质无防渗要求，0.3～0.4mm。
　　轻微侵蚀，无防渗要求，0.2～0.3mm。
　　严重侵蚀，有防渗要求，0.1～0.2mm。

裂缝修补前进行成因分析，包括原材料质量、设计质量、施工管理与控制。逐项分析，尤其要注意分析裂缝形态，甚至从形态入手，找出裂缝成因。一般来说0.4～1.0mm裂缝必须修，中等宽度裂缝可采用开槽修补法。对于表面浅裂缝修理较为简洁，一般裂缝可开宽、深4-6cmV形槽，有防水要求部位开15-20mm的U形槽，开槽后均需刷素水泥浆一道。槽内需修理干净，不平处水泥砂浆修补。修补贯通缝时应注意，先确定其成因，观测确定其非活动性裂缝，不会再发展，保证一次修好，可在其表面隔一定间隔贴石膏板观察动态发展。温度收缩造成的贯穿缝冬季较夏季宽，收缩裂缝在竣工1-2年后方趋于稳定。当裂缝为不影响结构安全的活动性裂缝时，可采用弹性及延伸性较好填充材料进行修补。需要粘贴碳纤维的新建结构，应在表面采取抵抗腐蚀措施，因为虽然碳纤维抗拉强度为钢材近十倍，也需要通过粘贴胶使纤维丝共同发挥作用，而粘贴碳纤维的胶耐腐蚀、耐火性并不强，基于此考虑需进行防腐防火保护措施。碳纤维加固法在国内引进较晚，但起步早，发展较快，可用于梁、板、柱加固。对于梁、板加固，旨在发挥其增大构件抗弯抗拉性能；对于柱加固，旨在用外包缠绕发挥环箍作用，以增大柱抗压性能。由于承载力不足而做的碳纤维层数需进行计算，以避免脆性破环。对于不影响安全性能且不再开展的结构板细微贯通缝处理方式，采用上部开槽灌浆下部贴牛皮纸法。可在板上割除砂浆面层再开V形槽，填塞改性环氧上做刚性防水，下部用环氧树脂砂浆填充抹平后粘贴牛皮纸。结构板厚度较低，一般为十公分左右，而注浆法一般采用价格经济的改性环氧树脂，对细微的裂缝无太大作用，结合开槽填充法底部附加牛皮纸更为妥当。某高层客厅楼板形成贯通缝，底部粘贴牛皮纸封闭，涂刷保护胶后做装饰面层，顶部先用稀薄堵漏剂注入V形槽，完全渗入后槽内铺4mm堵漏剂，上刷两道JS防水，晾干后上表面做刷801胶素水泥浆一遍，上铺水泥砂浆至与地坪齐。需注意第一遍堵漏剂要稀，以深入裂缝。

3、结论

    客观来讲，混凝土构件的裂缝是不可避免的，就经济因素和科学角度考虑，合理范围的裂缝也是可以接受的。而前期养护对避免裂缝产生也有一定帮助。有很多结构是在浇筑完成半年到一年甚至两年产生，主要是环境温度和相对湿度导致收缩变形引起，空置期经常开窗通风会对预防裂缝产生有一定影响。据查询，混凝土浇筑时赶工养护不完善、预埋管线不合理也对裂缝产生有一定影响。设计时也应注意尽量采用细密钢筋双向分部，杜绝提前拆除支撑，也可减弱裂缝产生。