商品混凝土现浇楼板裂缝原因与控制
当前随着商品混凝土生产和应用技术的不断发展和提高，近几年来商品混凝土在住宅建设中也得到广泛应用。它对提高生产效率，提高工程质量，减少施工用地等方面起着越来越大的作用。但由于诸多原因，发现有些工程使用商品混凝土，楼板出现裂缝现象。在房屋结构中，裂缝现象呈上升趋势，对工程质量产生了一定的影响，它不但是外观质量问题，而且也影响了建筑物的使用寿命。裂缝的产生影响了房屋买卖双方的利益，也由此引发了无数争议和法律纠纷。为此本文从商品混凝土材料方面就现浇混凝土楼板裂缝原因进行分析，以便有针对性地采取控制楼板裂缝的措施。
一、 现浇楼板混凝土裂缝产生的原因：
住宅工程钢筋混凝土现浇楼板产生裂缝的原因是多方面的，混凝土材料是一种多相非均匀的脆性材料，裂缝的存在是其本身固有的一种物理性质。这种微细裂缝的分布是不规则的，一般情况下，这些裂缝是不贯通的。混凝土内部微细裂缝主要有粘着裂缝、水泥石裂缝和骨料裂缝等三种。混凝土是由水泥、骨料、水以及残留其中的气体组成，当环境温度、湿度变化及混凝土硬化时，混凝土的体积会发生变化，并使其内部产生变形，由于混凝土各种材料某些性能的不同，这种变形是不均匀的。水泥石收缩较大，而骨料收缩很小；水泥石的热膨胀系数较大，而骨料较小。同时，它们之间的变形不是自由的，相互之间产生约束，从而在混凝土内部产生粘着微细裂缝和水泥石微裂缝。
混凝土在拉力应力的作用下，这些微细裂缝长度和宽度均有相应的增大。如果拉力大于混凝土本身的抗拉强度，这些微细裂缝逐渐相互贯通，且其宽度迅速增大。当裂缝宽度超过0.03－0.05mm时，便产生了肉眼可见的裂缝。
就混凝土及组成的材料来讲，现浇混凝土楼板裂缝产生的根本原因是由混凝土的收缩引起的，当在某一瞬间由混凝土的收缩产生的拉应力大于同时期混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。混凝土收缩主要有沉降收缩、塑性收缩、干燥收缩、化学收缩、碳化收缩、自收缩和温度收缩等几种。下面就几种主要收缩方式介绍如下：
1、 沉降收缩：沉降收缩因原材料的比重不一，在重力或其它外力（如振动）的作用下，骨料下沉，而水泥浆上升，特别是水泥浆中比重较轻的掺合料等上升，并挤出部分水分（泌水）和空气，这种沉降直至混凝土硬化后才停止，沉降收缩裂缝往往发生在终凝之前。
2、塑性收缩：混凝土浇筑以后，在硬化之前仍处于塑性状态，由于混凝土表面水分蒸发而引起的混凝土收缩称为塑性收缩。混凝土浇筑完毕后，各种固体颗粒之间存在一层水膜，在凝 结之前由于沉实泌水、蒸发等，水在混凝土中迁移，随着水分的迁移，固体颗粒逐渐靠近，毛细孔逐渐变细，毛细孔的压力也随之增大，从而加快混凝土内部水分向外迁移。当混凝土表面水分蒸发的速度大于混凝土的泌水和毛细孔内水向外迁移的速度时，混凝土浆体的体积发生收缩。此时，如果混凝土流动性状态不好或者混凝土还未产生足够的抗拉强度，就会产生裂缝。早期或塑性状态的混凝土的收缩要比硬化后的混凝土的收缩大几倍，70mm厚的混凝土试件表面的收缩量约为这个试件中心部分混凝土的收缩量的2倍。塑性收缩裂缝均在表面出现，形状不规则，多在横向，长短不一，约在50－750mm之间，细而多且互不贯通，间距约在50－90mm之间，类似干燥的泥浆面的裂缝。塑性收缩开裂在道路和平板的水平面最普遍，这主要是由混凝土表面水分蒸发引起，裂缝的出现将破坏表面的完整性并降低其耐久性，在高风速、低湿度、高气温和高的混凝土温度等情况下，水分蒸发更快，混凝土表面也更容易产生塑性收缩。
3、干燥收缩：干燥收缩是指混凝土硬化以后水泥石由于失水而引起的收缩。混凝土硬化后水泥浆体中含有水化产物、未水化水泥颗粒、毛细孔和水等。一般来说，混凝土中孔结构可以分为胶孔和毛细孔等两类，毛细孔又可分为直径大于50mm的大孔和直径小于50mm的小孔等两种。混凝土中的水可以分为化学结合水、层间水、吸附水和毛细孔水等四种。其中化学结合水是水化产物整体中的一部分，干燥时不会失去，只有当水化产物受热分解时才会放出来；层间水处于水化硅酸钙凝胶层间，为氢键牢固固定，只有在强烈干燥时，层间水才会失去，这时对混凝土收缩影响很大；吸附水是物理吸附于水泥浆固体表面的水，可形成多水分子层吸附，只有当相对湿度干燥至30%时吸附水才会大部分失去，这时对混凝土收缩影响很大；毛细孔水根据毛细孔直径的大小不同对混凝土的收缩影响也是不同的，直径大于50mm的毛细孔内的水失去时，对混凝土的收缩影响不大，而直径小于50mm的毛细孔内的水失去时，对混凝土的收缩影响较大。因此，通常情况下，混凝土的干燥收缩可归结为主要与混凝土的毛细孔，特别是小孔的数量及毛细孔中水分的散失有关。混凝土胶凝材料和用水量越多，则混凝土中的毛细孔也越多，混凝土的干收缩也越大。，反之则越小。
4、自收缩：由于水泥水化反应消耗混凝土内部结构中毛细孔水将引起自干燥，由此产生混凝土的收缩称为自收缩。自收缩与干燥收缩的机理是一样的，都是由于混凝土内部结构中毛细孔水的减少或消耗而使混凝土体积减少引起的，但是这两种收缩的原因是不一样的，其主要区别在于毛细孔内水分减少的原因不同。自收缩过程中水分的减少是由于水泥水化反应引起的，它不是由于外部环境（温度、湿度）变化引起的，混凝土重量不会减轻，而干燥收缩中水分的减少是由于混凝土外部环境温度、湿度的变化引起的，当混凝土外部环境相对湿度减 小时，混凝土内部结构中毛细孔内水迁移蒸发使毛细孔内水分减少。水灰比的变化对干燥收缩和自收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小，而自收缩增大。如当水灰比大于0.5时，其自收缩与干燥收缩比小得可以忽略不计，但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80％以下，自收缩与干燥收缩几乎相等。
5、温度收缩：大体积混凝土温度收缩主要是由于水化热而引起混凝土内外温差，由于混凝土内部温度升高引起体积膨胀，而外部混凝土因温度较低引起体积膨胀较小，从而在混凝土表面产生拉应力，当拉应力大于抗拉应力时，在混凝土表面出现裂缝。而对于现浇混凝土楼板来说，由于水化热引起的混凝土内外温差较少，因此混凝土表面差生的拉应力也较少，但是施工和使用过程中由于环境温度的变化而产生的体积变化较大。在夏季，外墙与楼板之间有较大的温差，外墙受热产生线膨胀大于楼板受热产生的线膨胀，于是，外墙对楼板差生拉应力，此时当拉应力大于混凝土抗拉强度时便产生裂缝
二、影响现浇楼板混凝土裂缝的主要因素
根据现浇楼板混凝土裂缝产生的原因分析及其有关试验结果，从混凝土材料方面来讲，影响现浇混凝土楼板裂缝的主要因素有混凝土用水量、水泥、细骨料、粗骨料、骨料含泥量、外加剂、掺合料等有关，下面仅就混凝土用水量、水泥、细骨料及粗骨料等几方面予以阐述：
1、混凝土用水量
混凝土用水量是影响现浇混凝土楼板裂缝最主要也是最关键的因素。混凝土用水量会从三个方面影响现浇楼板裂缝的产生。第一，混凝土用水量增加不仅会增加混凝土结构内部毛细孔的数量，而且会增加混凝土浇筑成型后毛细孔内含水量，从而将增大混凝土的塑性收缩和干燥收缩。第二，在保证混凝土强度不变的情况下，混凝土用水量的增加会相应增加水泥用量，而水泥用量的增加同样会增加混凝土结构内部毛细孔的数量，也会增大混凝土的塑性收缩和干燥收缩。第三，混凝土用水量增加，使混凝土中泌水增加，而泌水增加，促使混凝土中有更多的毛细孔相贯通，使毛细孔中水分蒸发更快，而将增加混凝土的塑性收缩和干燥收缩。
2、水泥
（1）水泥的品种和水泥细度：水泥的矿物质成分对混凝土收缩有一定影响。一般情况下，水泥细度越细，混凝土的收缩越大，特别是早期收缩与水泥的细度关系更大。（2）水泥用量：水泥用量和用水量与混凝土中孔隙和毛细孔的数量直接有关。水泥用量越多，混凝土的收缩越大。因此，应该合理选用粗骨料的级配和粒径，减少粗骨料间的孔隙率，在保证同样强度的情况下，减少水泥用量。水泥安定性不良，将使水泥凝结硬化后产生体积膨胀，从而引起 不均匀的体积变化而使樱花水泥石开裂。所以，混凝土所使用的水泥必须安定性检验合格方可投入使用。
3、细骨料
在混凝土中，细骨料对混凝土裂缝的影响主要反映在砂的细度方面，砂的细度对混凝土的影响是众所周知的，究其原因主要是砂越细，其表面积越大，需要越多的水泥等胶凝材料包裹，由此带来水泥用量和水用量的增加，随之混凝土中空隙和毛细孔增多，使混凝土的收缩加大，砂的细度对混凝土强度有一定影响，过细或过粗砂影响混凝土强度，而要保证一定的混凝土强度保证率，就要增加水泥用量和用水量，这对控制混凝土裂缝不利。
4、粗骨料
混凝土收缩主要发生在水与水泥体系之间，但粗骨料的品种和颗粒级配对混凝土的收缩有很大影响。当颗粒级配较差时，粗骨料中的空隙较多，混凝土强度有所降低，生产混凝土时需要较多的细骨料和胶凝材料填充，所以水泥用量和用水量也较大，从而使混凝土的收缩也相应增大。因此，应该通过合理的选用粗骨料的级配和粒径，减少粗骨料的孔隙率，在达到同样强度的情况下，可减少水泥用量，对减小混凝土收缩，控制混凝土裂缝具有重要意义。
三、现浇混凝土楼板裂缝控制措施
现浇混凝土楼板裂缝产生的原因是多方面的，就混凝土本身来讲，根据现浇混凝土楼板裂缝产生的原因和影响因素，可以发现控制现浇混凝土楼板裂缝可从提高混凝土抗拉强度和减小混凝土收缩两个方面着手。
1、严格控制混凝土用水量：控制混凝土用水量对控制现浇混凝土楼板裂缝具有重要意义。在现浇混凝土楼板中，应通过合理的混凝土配合比设计，提高砂石质量和降低混凝土坍落度等措施，适当降低混凝土的用水量。
2、严格控制混凝土坍落度：混凝土坍落度直接影响混凝土的用水量，与施工条件和要求密切相关。适当降低混凝土坍落度对减小混凝土的收缩、控制混凝土裂缝是有利的，且是完全可行的。因此，应控制混凝土的坍落度，现浇楼板混凝土坍落度最大值应符合以下规定：50m以下建筑，现浇楼板混凝土最大坍落度应不大于120±30mm；50m以上建筑，现浇楼板混凝土最大坍落度应不大于150±30mm；100m以上建筑，现浇楼板混凝土最大坍落度可根据实际情况作适当调整。
3、提高骨料（砂、石）质量，控制粗骨料数量：合理选用粗骨料的粒径和颗粒级配，可以降低粗骨料的孔隙率，减少砂浆的数量，对降低砂率、减少水泥等胶凝材料的用量具有重要作用。具体可采取以下几项措施：（1）提高骨料质量，控制粗骨料数量，适当降低砂率有利于 减小混凝土的收缩，砂率宜控制在40％以内。（2）应控制混凝土中粗骨料（石子）的用量，对于现浇混凝土楼板，每立方混凝土粗骨料的用量不少于1000kg.（3）禁止使用细砂。
4、合理选用外加剂：混凝土应选用减水率高，分散性能好，并对混凝土收缩影响较小的外加剂。外加剂减水率不应低于8％，劣质外加剂不得用于混凝土中。
5、控制混凝土掺合料和料掺量：目前，商品混凝土主要使用低钙粉煤灰、高钙粉煤灰和矿渣微粉三种。应根据水泥的矿物组成及其外掺料的掺量、生产技术和管理水平、施工工期对混凝土早期强度的要求、工程养护条件等情况，合理选用混凝土的掺合料。
以上是从混凝土及其组成材料方面出发，分析了本地区现浇混凝土楼板裂缝产生的原因和影响现浇混凝土楼板裂缝的主要因素，并提出了现浇混凝土楼板裂缝控制的措施，这些措施的提出以充分考虑了施工的实际操作性，相信这些措施的实施将为有效控制现浇混凝土楼板裂缝起到积极的作用