地暖地面混凝土填充层裂缝产生的原因

作者：山西省第三建筑工程公司 冯波

     摘要：

     现如今，随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，价格低廉且高效节能环保的地暖被越来越广泛地应用，但由于工艺和技术等原因，地暖混凝土填充层裂缝控制成了一个很大的难题。针对这一难题本文根据实际工程，论述了地暖施工产生裂缝的原因以及预防措施，并总结出一些地暖地面混凝土填充层裂缝的处理措施。

     本文结合某住宅小区工程实例，分析了地暖地面混凝土填充层产生裂缝的原因，并从施工人员、机械材料、施工技术等方面，阐述了地暖地面混凝土裂缝的防治措施，从而保证地暖地面的美观性及质量。

     1、工程概况

     某住宅小区1～3号楼，总建筑面积28327m2，结构为框架剪力墙结构。该工程采用的是低温地面辐射供暖，其地面做法为采用20mm厚的复合铝箔挤塑聚苯乙烯保温板，50mm厚C15的豆石混凝土填充层（内设地暖管，管材材质为PE-RT）。

      该工程地暖填充层浇筑的细石混凝土，下部基层是保温性能良好且弹性很大的聚苯板，并套圈间隔布置PE-RT管材以及光滑的反射膜。细石混凝土在其上方的附着力微小，基层不实不稳定，而且在有管材的位置混凝土厚度减半等这些问题都使细石混凝土的施工质量难以控制。其中，最易发生的还是填充层开裂，这将大大影响观感和工程整体质量，因此对地暖混凝土填充层裂缝产生的原因及防治措施的分析研究就很有必要。

     2、地暖混凝土填充层产生裂缝的原因

 
     地暖混凝土填充层产生裂缝的因素有很多，本文主要从人工、材料、机械、施工方法、施工环境五个方面进行分析研究。

     2.1 人员方面

    1）项目部管理人员。

    a.项目技术人员缺乏对地暖地面施工的全面了解，在技术交底时针对性不强、不全面，且交底没有交到具体操作人员手中。

 

    b.项目材料员责任心不强，从而造成不合格材料进场。

 

    c.项目质检人员没有严格按照配合比进行检查施工配比，并且在浇筑填充层时没有进行过程控制。

 

    2）施工操作人员。

 

    a.拌料工人没有按照规定配合比进行投料，致使所拌混凝土原料不符合施工要求。

 

    b.浇筑填充层混凝土工人在作业时，没有注意对成品的保护，粗暴施工造成固定管卡与保温板脱离，保温板错位竖起，地暖管翘起引起地面开裂。

 

    c.地暖管敷设人员不按规范施工，地暖盘管固定不牢固。

 

    2.2 材料方面

 

    1）填充层所用混凝土水泥品种选择不当，砂、石含泥量偏高或筛分粒径不合理。

 

    2）保温板质量不合格，板面翘曲不平。

 

    2.3 机械方面

 

     1）混凝土输送泵质量不好，在浇筑过程中出现问题，如果长时间修不好必将形成施工缝，极易引起地面开裂。

 

     2）混凝土输送泵泵管紧贴地暖管敷设，极易破坏已敷设好的地暖管，引起地暖管翘起从而导致填充层开裂。

 

     2.4 施工工艺

 

     地暖地面施工工艺标准流程：

 

     基层清理、找平层施工→铺设保温层及反射膜→地暖盘管及安装分集水器→细石混凝土填充层施工→养护。

 

     2.4.1 基层清理、找平层施工

 

    1）基层没有清理干净，还存在高低不平等现象。

 

    2）找平层平整度没有达到标准的要求，即±2mm。

 

    基层不平整直接导致保温层的不平整，从而在施工过程中造成保温材料的凹凸翘曲及地暖管的翘曲，使得填充层施工时很容易形成空鼓，从而导致混凝土填充层开裂。

 

     2.4.2 铺设保温层

 

     1）保温板在铺设过程中没有按要求与基层粘结牢固。

 

     2）保温板拼接不严密。

 

     以上原因都可在填充层施工过程中由于受力不均匀引起保温板的滑动及翘曲从而导致混凝土填充层产生裂缝。

 

    2.4.3 地暖盘管

 

    1）地暖管弯曲半径及固定管卡间距不符合规范要求。

 

    2）个别部位地暖管道不符合间距要求，过于密集。

 

    3）固定管卡不牢固，容易脱落。

 

    在填充层施工过程中以上原因可导致地暖管的移动和地暖管弯曲处局部翘起，造成混凝土填充层不密实，从而开裂。

 

    2.4.4 细石混凝土填充层施工

 

    1）细石混凝土标号过高、干缩性大，容易引起开裂。

 

    2）细石混凝土配合比不当，可导致混凝土的抗拉强度降低，凝结力度下降，极易引起混凝土裂缝的产生。

 

    3）细石混凝土坍落度较大。在混凝土浇筑后，混凝土内部有一大部分空间被搅拌用水占用，当搅拌用水蒸发后，之前被搅拌用水所占据的部位会形成毛细孔，毛细孔所在位置的混凝土发生收缩，导致裂缝抗拉应力变小，最终形成缝隙或裂纹。

 

    4）地暖管保护层过薄，填充层混凝土在凝固和硬化的时间变化中，会产生横向的拉伸力，很容易使混凝土填充层龟裂。

 

    5）填充层细石混凝土密实度差，容易形成空鼓造成开裂。

 

    6）混凝土填充层浇筑时一次成型，没有进行二次收面抹压，而二次抹压可以有效减少由于初凝前水分的散失和第一次收面不均匀等原因产生的裂缝。

 

    7）未设置伸缩缝或伸缩缝设置不合理。

 

    8）地暖管固定管卡遭破坏。在浇筑混凝土填充层时由于施工不当，地暖管的固定管卡被破坏，被破坏的固定管卡与保温板脱离后，保温板错位竖起，地暖管翘起从而引起混凝土填充层的开裂。

 

    2.4.5 养护

 

    1）混凝土填充层养护天数不够或养护方法不对。

 

    2）养护期内没有进行封闭，致使地面提前有人员活动，造成填充层混凝土强度不够而引起开裂。

 

    2.5 施工环境

 

     1）地暖混凝土填充层施工时环境温度过低，管道的抗弯曲性能降低，容易出现弯曲圆弧顶部弯折现象，而且混凝土填充层的浇筑和养护质量难以保证，影响混凝土填充层的强度，引起填充层开裂、起砂。

 

     2）混凝土处在一个温差变化较大的环境中，将会使混凝土的收缩更为加剧，极易产生裂缝。

 

     3）填充层施工完毕后室内温度较高，水分损失较快，容易产生裂缝。

 

     3 地暖地面裂缝预防措施

 

     3.1 人员控制

 

     1）项目部技术人员一定要在施工前充分熟悉图纸、了解相关专业知识，从而做到心中有数，另外在给作业人员交底时一定要全面、针对性强、具有可操作性。

 

     2）项目部材料人员要严把材料关，不符合要求的材料坚决不能进场。

 

     3）项目质检人员要严把质量关，进行全过程控制，对不符合要求的工序绝不能马虎放过，一定要做到上道工序合格后方可进行下道工序。

 

     4）项目部要选择业务能力强、综合素质高且有类似施工经验的劳务作业队伍。

 

     3.2 材料控制

 

     1）填充层所用混凝土应选用水化热低的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。并通过试验确定施工配合比和水灰比，严格按照试验配合比计量拌料。

 

     2）保温板一定要选择合格产品，板面要平整，厚度要均匀（允许偏差±2mm）。

 

     3.3 机械控制

 

    1)在浇筑填充层混凝土时要选择质量好、易检修的混凝土输送泵。

 

    2）在铺设混凝土输送泵泵管时要架空，不得紧贴地暖管道。

 

    3.4 工艺控制

 

    1）基层、找平层控制。

 

    a.基层清理：必须将楼面杂物、残余砂浆清理干净。基层残余砂浆等清理是防止找平层空鼓的重要工作，必须清除干净方可进行下道工序。

 

    b.地暖管敷设前应当先行施工找平层，严格按照工艺要求验收，并保证基层的平整度（±2mm），待找平层凝固并且硬化后方可铺设保温层。

 

    2）保温层控制。

 

    a.保温层最好用胶粘材料以点粘形式固定在找平层之上。

 

    b.保温板在铺设时，要求板面平整、接缝紧密，避免出现搭接或漏铺现象，对接处要用胶带粘结紧密。

 

    3）地面盘管控制。

 

    a.地暖管采用PE-RT管的弯曲半径不宜小于8倍管外径。地暖管固定点的间距，直线段宜为0.5m～0.7m，弯曲管段宜为0.2m～0.3m，否则施工过程中由于柔性管道本身具有记忆性，容易造成填充层施工过程中地暖管的移动和弯曲处局部翘起，造成保护层的空鼓，从而使混凝土填充层开裂。

 

    b.地暖管敷设时应注意管密集部位管间距小于100mm，由于填充层浇筑施工时禁止机械作业，密实度无法进一步强化，间距过小会造成施工过程中混凝土填充层不密实，容易形成空鼓造成开裂。

 

    c.固定管卡一定要按要求布设牢固，特殊部位应加密固定。

 

    4）填充层施工控制。

 

     a.填充层所用细石混凝土标号应为C15，不宜过高。

 

     b.细石混凝土的配合比应通过试验确定，并在施工过程中严格控制配合比用量。

 

     c.不能因为施工方便而人为加大混凝土的坍落度，填充层混凝土的坍落度按要求应不大于220mm。

 

     d.地暖管保护层不宜过薄，厚度至少超过地暖管外径30mm。

 

     e.应保证混凝土的密实度。由于在填充层施工时严禁机械振捣，为保证密实度可在施工过程中用重约30kg，长约800mm～1000mm的钢管碾子碾压数遍达到密实，压出水泥浆后，刮压平整。

 

     f.在混凝土填充层终凝前，进行二次收面抹压，如果效果不好，应进行三次抹压。第一遍抹压：用铁抹子轻轻压面层，把脚印压平；第二遍抹压：当面层开始凝结，地面面层上有脚印但不下陷时，用铁抹子进行第二遍抹压，注意不得漏压，并将面层的凹坑、砂眼和脚印压平；第三遍抹压：当地面面层上人稍有脚印，而抹压无铁抹子纹时，用铁抹子进行第三遍抹压，第三遍抹压用力要稍大，将铁抹子纹抹平，抹平时间应控制在终凝前完成。

 

    g.面积超过30m2或长边超过6m时，填充层应设置宽度20mm的伸缩缝，缝中填充厚度20mm的挤塑板条。填充层与墙、柱的交接处，以及与墙体转角交接位置、门洞口边，也应填充厚度为20mm的挤塑板条。

 

    h.填充层施工时一定要注意对固定管卡的保护，做到文明施工。

 

    5）养护控制。

 

    填充层混凝土在收面抹压后，应保证不少于7天的养护期，养护期间温度不得低于5℃，湿度不小于40%。并应采取封闭保护措施，不得在地面上加以重载、高温物体。

 

    3.5 环境控制

 

    1）在敷设地暖管道及填充层施工时，室内环境温度不应该低于5℃，这可大大降低混凝土填充层裂缝的产生以及冻胀现象。

 

    2）在炎热夏季施工时，原材料应采取遮阳措施，避免原材料由于温差较大而使混凝土产生裂缝。

 

    3）室内温度过高时，应在填充层施工完成后用塑料薄膜加以覆盖以减少水分的蒸发，降低裂缝的产生率。

 

    3.6 其他措施

 

    1）在浇筑填充层细石混凝土时掺入抗裂剂，以减少裂缝的产生。

 

    2）防止地面开裂还有一种方式就是将钢丝网铺设在地暖管之上，这样可以有效地防止填充层的开裂，但由于造价过高，一般工程很难做到广泛应用。

     4 地暖地面裂缝的处理

 

     对于地暖混凝土填充层裂缝一般采用预拌式干粉聚合物抗裂砂浆进行修补。具体修补步骤为：

 

      1）将填充层附着物清理干净，清洗填充层，确保填充层洁净并且充分湿润，但不得有明显水渍。

 

      2）配料：预拌式干粉聚合物抗裂砂浆，按干料:水=1:0.30～1:0.35（重量比）搅拌均匀，不得有结块。配置好的干粉聚合物砂浆必须在1h内用完。

 

      3）批刮:先用抹灰刀将拌合料均匀刮涂于裂缝表面，涂层厚度不大于5mm，用板刷刷掉多余砂浆。

 

      4）养护：完工24h后再覆膜洒水养护，避免阳光直射和雨水淋湿等。

 

      5 结语

 

      该住宅小区2号楼地暖混凝土填充层由于在施工前没有采取相应的预防措施，致使填充层终凝后出现较多不规则裂缝，缝宽较大。于是在1号、3号楼地暖混凝土填充层施工前进行了大量的分析研究，并在施工中采用上述裂缝的控制方法和措施，使得1号、3号楼的地面裂缝大幅减少，整体效果得以改观，这在以后的同类型施工中值得借鉴。2号楼地面裂缝采用上述修补措施也卓有成效。

 

     现如今，随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，价格低廉且高效节能环保的地暖被越来越广泛地应用，但由于工艺和技术等原因，地暖混凝土填充层裂缝控制成了一个很大的难题。

 

     地暖填充层裂缝产生的原因存在多样性和复杂性，要减少和控制裂缝也必须采取相应的综合措施，尽可能降低混凝土填充层裂缝的产生，保证地暖地面的外观及其使用质量。

     参阅资料

 

     [1]《辐射供暖供冷技术规程》（JGJ 142-2012）

 

     [2]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26-2010）

 

     [3]《民用建筑热工设计规范》（GB 50176-93）