地暖系统混凝土填充层裂缝实例探讨.docx

地面辐射供暖系统混凝土填充层做法地暖系统分为混凝土填充式及预制沟槽保温板式（俗称薄型地暖或干式地暖）。混凝土填充式地面辐射供暖系统通过现场敷设，常采用C15豆石混凝土材料或MlO水泥砂浆填充层制成。预制沟槽保温板式地面辐射供暖系统则是采用预制沟槽保温板，在工厂预制，现场拼装，不设填充层即可直接铺设面层的地面辐射供暖形式。以下是一组铺设混凝土填充层的施工照片，皆为不规范的填充方式。填充层不符合现有规范从以上三组现场实拍的混凝土填充层照片中，不难看出前两组完全违背了辐射供暖供冷技术规程JGJ142-2012修编及12K404对混凝土填充层的施工要求。以上要求对C15混凝土配合比及MlO水泥砂浆配合比做出了明确的规定。C15混凝土配合比是当抗压强度达到32.5MPa,卵石混凝土、水泥富余系数为1,粗骨料最大粒径20mm,坍落度在35mm50mm之间时;每立方米用料量如下：水180kg,水泥310kg,砂子645kg,石子1225kg,配合比为0.58:1:2.081:3.952,砂率为34.5%,水灰比为0.58。其配合比不是一成不变的，需要动态调整。MlO水泥砂浆配合后是MlO砂浆，即过去的100号水泥砂浆，换言之，其强度为Iookg/cm2,但现在单位均已更改为MPa。MlO水泥砂浆配合方式为每立方米砂浆32.5kg、水泥275kg、河砂1450kg、水320kg,配合比为1:5.27:1.16。为避免辐射供暖系统加热管在混凝土填充层内因热胀冷缩受到损伤，如上要求还规定使用细卵石混凝土，卵石的最大粒径为IOmmo其目的在于防止混凝土填充层开裂，通过弥合填充层中间金属网使其铺满房屋单元面积，每两片金属网之间使用金属卡子卡实，金属网间的搭接宽度不小于一个网格。金属网规格：=0.75mm,20mmx20mm方格。对比以上现场实拍的混凝土填充层照片，根据C15混凝土配合比及MlO水泥砂浆配合比要求得知：待水泥、砂子、石子、水按配比混合搅拌成C15混凝土后进行浇筑敷设时，还应现场取样送实验室检验。将水泥、砂子、水按配比混合搅拌成MlO水泥砂浆并现场浇筑敷设时，也应现场取样送实验室检验。因此，使用C15混凝土、MIO水泥砂浆作填充层时，对比现场实拍的混凝土填充层照片进行处理的方法并不可取。地暖用填充层实施后裂缝特征分析混凝土填充层是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于存在填充层混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土填充层中存在众多的微孔隙、气穴和微裂缝，也正是由于这些初始缺陷的存在，填充层混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝不会对混凝土填充层的承重、防渗及其他一些使用功能产生影响，但是在混凝土填充层受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断地扩展和连通，最终形成肉眼可见的裂缝，也就是常见的混凝土填充层裂缝。混凝土填充层在地暖工程中是不可缺少的部件，在地暖现浇混凝土填充层施工过程中，通过对已施工现场及工地填充层地坪的裂缝情况进行观测，发现裂缝主要分布在客厅、卧室四角，常裂开于混凝土初凝阶段。通过对地暖现浇混凝土裂缝成因分析，发现其存在设计、材料选型问题，更重要的是施工问题。另外，现浇混凝土填充层干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间，或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分蒸发会导致填充层干缩，且这种收缩是不可逆的。混凝土内外水分蒸发程度不同，干缩裂缝亦会出现不同程度的变形：现浇混凝土填充层受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小则内部变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而导致裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩面积越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05mm0.2mm之间，常见于大体积混凝土的平面部位，多沿较薄的梁板短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，导致钢筋锈蚀，且影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。设计问题保温绝热层尺寸过大，引起上部填充层混凝土开裂。地暖地面设计大多采用聚苯板、挤塑板作为保温绝热层，材料尺寸规格一般为：长度100Omm1500mm宽度100Omm1200mm。为满足不同地面尺寸要求，铺设保温绝热层时，施工人员往往会根据地面大小，拼接数张聚苯板或挤塑聚苯板，因此很容易引起上部填充层混凝土的开裂。铺设厚度不均。铺设保温绝热层时，基层地面不平整，会使铺设的保温绝热层厚度不均，平整性差。混凝土厚度相差大，收缩量不同，易产生裂缝。保温绝热层切割加工不统一，接缝处产生较大缝隙。部分保温绝热层需在现场切割加工，存在边线不直，毛边粗糙等问题，从而造成边缘不齐整，接缝处产生较大缝隙。聚苯板接缝处采用胶带粘接，施工人员的踩压、混凝土的堆积也会造成接缝处的粘接不紧密，使接缝处上翘、空鼓。材料选型问题按辐射供暖供冷技术规程JGJ142-2012,混凝土填充层厚度一般控制在50mm以下，且地面加热盘管分布较多，常采用细石混凝土进行浇筑。细石混凝土的粗集料的最大粒径、水泥用量等因素对控制裂缝有以下几方面不利影响：混凝土填充层的粗石料最大粒径若控制在12mm以内，粗石料粒径越小，其比表面积相应增大，所需的水泥浆量相应增加，增加了水化热和因收缩而产生的体积变形；同时，粗石料最大粒径越小，石料对水泥石收缩的抑制作用越小，混凝土产生的自收缩越大，从而开裂风险增大。细石混凝土采用的瓜米石(豆石)由于受生产、储存等多方面原因影响，往往有着较高的含泥量。含泥量较高的粗石料弱化了混凝土与水泥石之间的粘结面，降低了界面的粘结强度，同时使混凝土的收缩性变大，容易导致混凝土出现早期裂缝。为便于施工摊铺和高层泵送作业，地暖地面的混凝土坍落度往往较大，易导致混凝土收缩量加大，混凝土也易沉降离析引起管道裂缝。施工过程分析地暖地面中埋有大量加热盘管，减小了地坪的截面面积，在门洞、走道等管道汇集较多的部位，更易引起地面龟裂；铺设过程中管道布置方式不当，会使管道处于非正常受力状态，产生较大反弹，或者固定不到位，使管道产生位移，都易使混凝土空鼓开裂，产生地面裂缝。交叉作业施工时，对绝热保温层的踩踏，会造成聚苯板凹凸翘曲或接缝脱离，破坏绝热保温层的整体性，使下部形成空鼓；踩踏或浇筑混凝土时对已铺设管道的冲击也会使已安排的管道固定卡退出、损坏，增加混凝土开裂的可能性。填充层上需做砂浆找平层，填充层表面处理一般要求做拉毛处理。但在实际施工中，施工人员往往仅对地坪进行一次抹平，虽保证了表面的平整度，却未进行二次抹压，影响混凝土表面的密实程度，从而形成地面裂缝。绝热保温层混凝土浇筑后，未及时采取养护措施，或者养护措施不当，造成混凝土失水收缩而引起拉应力，导致早期开裂出现干缩裂缝。解决思路及控制措施设计方面为解决采用挤塑聚苯板作为保温绝热层造成的铺设不平整，接缝容易出现空鼓、上翘等问题，本文特提出一种采用现浇发泡混凝土替代挤塑聚苯板的施工工艺。发泡混凝土是一种新型保温隔热材料，具有重量轻、保温性能好、不易开裂等特点，它作为保温隔热材料与聚苯板相比，性能相当(见下表)。发泡混凝土与挤塑聚苯板主要性能对比表材料品种导热系数(Wmk)干体积密度(kgm3)密度(MPa)含水率(%)发泡混凝土0.07-0.27160>0.51.0挤塑聚苯板0.0283020.251.0现浇泡沫混凝土能在现场一次浇筑成型，与基层混凝土的粘结效果好，具有良好的整体性，平整度易控制，可以避免因保温层不平整、空鼓造成的开裂。材料控制混凝土填充层不宜采用大粒径粗集料的混凝土进行浇筑。在混凝土中掺入定量的聚丙烯抗裂纤维，从而在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，使裂缝在发展过程中受到多条不同向的纤维约束，可减少混凝土早期裂缝的产生。严格控制粗集料的含泥量和泥块含量。粗集料含泥量控制在W1.5,泥块含量控制在W0.5。对于含量过大的粗集料，应在使用前进行人工冲洗，保证含泥量不超过规定。控制好混凝土填充层坍落度。浇筑地暖地坪的混凝土填充层坍落度应控制在140mm160mm,入泵坍落度不宜超过180mm,使混凝土填充层能较易进入加热管管径下弧隙内。当现场具备条件时，可进行上下分层浇筑，上、下层混凝土坍落度控制在14Omm16Omm和100mm12Omm之间。施工过程控制加热盘管的敷设应采用尽量减少弯曲应力的方式，如双回形敷设等；管道弯曲半径不小于7倍直径；敷设过程中应使加热管自然释放，避免出现因扭曲以致管道拱起的现象；同时应避免管道相交，如无法避免与其他管道相交时，应采用过桥弯管，并将过桥弯管向下埋设，不宜高于聚苯板保温层。针对门洞、走道等管道汇集较多的部位，使用粗集料最大粒径不超过IOmm的混凝土进行浇筑，确保浇筑密实。加热管的常用固定方式是用“U”形固定卡固定在聚苯板上。由于聚苯板表面强度较差，对固定卡的抓力不足，为有效固定加热管，固定卡的间距应按以下要求控制：直管段间距W0.5m;弯曲敷设处至少采用三点固定，固定点间距W0.15m,圆弧顶部用双卡进行固定。避免门窗安装等与地暖地面浇筑交叉施工，严禁在加热管铺设后在上面行走或堆放材料设备。混凝土填充层浇筑时，应在加热管上搭设跳板，将混凝土填充层泵送至跳板用平头锹人工铲运至浇筑部位。在混凝土填充层浇筑过程中，做好二次抹压工作，使混凝土填充层面层再次达到充分密实，以消除混凝土填充层在凝结硬化过程中由于收水硬化而产生的表面裂缝。混凝土填充层在浇筑完毕后6h12h内进行浇水养护，养护时间应适当延长，不少于14天，增加浇水次数使混凝土填充层在早期硬化阶段保持湿润状态。混凝土填充层浇筑尽量在门窗工程完成后进行，施工时关闭落地玻璃窗和大玻璃移门等，以减少室内外温差；同时避免高楼层空气剧烈对流和阳光照射，避免混凝土填充层早期失水过快产生裂缝。地暖地面混凝土填充层开裂的原因存在多样性和复杂性，要减少和防止裂缝，必须采取对应的综合性措施。在地暖地面填充层施工过程中，对各控制要点进行针对性的质量控制，可将裂缝控制在一定范围内，减少裂缝对地暖地面外观及使用功能的影响。案例概述地暖工程是客户感知度较高的节点，是房地产企业交房风险中较大的质量缺陷，如何保证地暖填充层防开裂是施工过程中控制的关键指标。结合近几年公司交房验收相关数据可以看出，业主对地暖裂缝、门窗开启问题尤为重视和关注，其中地暖裂缝问题已经成为一次性交房通过的决定性条件，加强地暖、门窗等客户感知度高的部分项质量控制也将成为后期项目管理的重点。原因分析1、找平层施工铺设地暖前对于地面找平，确保找平层凝固之后才能铺设保温层。如果地面不平整，地暖管翘曲，保温层下方会出现空隙，填充层就会出现空鼓导致施工后地面开裂。2、地暖管深度及布管方式地暖管的深度、管间距大小很重要，比如间距不得小于100mm,否则地面受热后温度不匀，就会形成裂缝。另外，地暖在布管时要注意不要让管道弯曲，圆弧顶必须用管卡固定紧。否则受热后地暖管凭记忆性易出现翘起或回弹，保护层空鼓后地暖就会开裂。3、填充层施工地暖的填充层规定上要保压进行，且层厚至少要超过地暖管直径的20mm,过薄的话，填充层在凝固过程中会拉伸使地面龟裂。当然，也切忌填充过厚，否则地暖的散热会受阻。4、地暖伸缩缝设置地暖伸缩缝的设置是比较灵活的，一般地面面积超过30平或边长超过6米就要设置了，宽度要求大于8mm。如果不同房间的地面形状有变，那么在衔接处就必须要设置伸缩缝，否则硬化后填充层拉伸不容易形成地面裂缝。5、养护和保养地暖施工完成要确保湿润度，24小时后就要洒水养护。在地暖系统加热前,要保证填充层混凝土超过20天以上的养护，并对地面铺设垫板维护；改进措施1）认真编写施工方案，有针对性地确定治理措施，经报监理、建设方会审批准后实施。实施中加强对管理和操作人员进行技术交底，并加强对关键工序的检查验收，先做样板间，经验收符合要求后再大面展开施工。2）加强与建设、设计、施工方的沟通协调，在填充层混凝土表面增加抗裂钢筋网片，房间面积超过20m2或进深大于4m的敞开过厅房间中部增设膨胀缝。3）膨胀缝沿内墙周围留设，并与房间内增设的膨胀缝交圈。地暖供热管敷设并经试压合格后，沿墙身铺贴8mmIomm保温苯板条，板接缝处不留空隙，高出地暖混凝土面层不小于IOmm,并分段用胶带与墙身粘贴（板接缝也用胶带粘贴）；门洞阳角、内墙阳角、阳台门坎等部位与墙身交圈不得漏设、假设。填充层混凝土施工前，由项目总工会同质量员逐间检查，符合要求后报监理验收，并办理隐蔽验收记录。4）改进操作方法，严格控制施工质量：a.填充层混凝土60mm分两次施工，第一次30mm先将地暖管包裹，初凝前垫好钢筋网片，再浇30mm细石混凝土;b.细石混凝土的坍落度严格控制在50mm以内，使用商品混凝土进场验收，合格后方能使用，并做好记录；c.细石混凝土浇筑时，混凝土用小推车沿架空铺设的运输通道倒在接料容器中，再用铁锹铲到所需位置，严禁直接将混凝土倾倒在地暖管上；d.细石混凝土的振捣采用铁滚子反复辗压和墙身（角）处用铁锹、铁抹子人工拍实相结合，直至混凝土表面出现浮浆，严禁使用机械振捣，避免地暖管位移或受损；混凝土浇筑时安排专人进行旁站，严格监督操作工跟班作业，及时用铁钩调整钢筋网片确保其位置正确；混凝土面层利用原浆抹光压实，压实后进行拉毛。5）混凝土终凝后及时覆盖塑料薄膜（保湿）或覆盖湿草袋进行保温保湿养护，时间不少于7d,每天安排专人进行巡检；细石混凝土严禁采用蓄水养护，防止养护水经膨胀缝存积在聚苯板隔热层内。6）加强成品保护：a.地暖管在填充层细石混凝土浇筑和面层施工时，派专人进行旁站，及时监督检查地暖管压力情况（必要时进行补压），保持管内压力符合规范要求；b.填充层混凝土养护期间，严禁非养护人员随意进入损坏面层。总结遍着社会的进步和发展，建筑行业势必需要不断满足人们生活水平的期望，打造精品工程也将成为房地产施工企业生产和发展的基本准则。在今后发展中要加快推进“工序到位、过程管控、注重细节、责任意识”的质量管理方针，要强化树立公司品牌口碑建设的意识和理念，要坚持以客户第一为中心落实项目管理工作，这就要求项目部在具体实施过程中，要正确运用全面质量管理理念，切实做好细部质量的交底、检查和验收，保证各环节监管无盲区和误区。问题：填充层施工的地暖地面开裂通常在填充层混凝土浇筑后1个月左右陆续发生，大多在内墙角、门洞阳角或成45°斜裂缝；南向带阳台的落地门窗，室内侧地面沿门坎边或离门坎边约200mm处沿房间横向开裂（北向房间未发现）；面积较大的房间（230m2）或进深大（26m）的敞开式过厅房间中部有纵向或横向裂缝；少数房间沿膨胀缝处有不规则裂缝；部分房间内有不规则空鼓开裂。为什么填充层施工的地暖地面会产生开裂？一、裂缝原因初析在辐射供暖供冷技术规程JGJ142-2012中明确规定“辐射供暖混凝土填充层施工,应由有资质的土建施工方承担,供暖、供冷系统安装单位应密切配合二无论有资质的土建施工，还是无资质的施工队伍施工，在现场实际发现现浇后的混凝土填充层或是水泥砂浆填充层，其表面产生不规则空鼓开裂，作者分析认为既有设计原因，也有施工原因，分析其原因有以下几个方面：1、土建建筑专业的沉降缝设置不合理，造成地面局部不均匀下沉；2、铺设在土建结构层上的绝热层不够或不均匀及抗压强度引起的沉降不均;3、混凝土填充层不满足C15,水泥砂浆填充层强度等级低于M10；4、填充层厚度（水泥砂浆填充层40mm,混凝土填充层50mm）不满足要求；5、填充层内不加钢丝网的施工工艺，线型膨胀方向不确定；6、热媒温度过高，局部地面过热，热量得不到有效释放；7、混凝土及水泥砂浆填充层养护时间不足；8、填充层的强度不足就上人踩踏；9、填充层的凝固和硬化在环境温度下存在差异引起地面裂缝；10、伸缩缝设置不合理也会造成地面裂缝。二、防治措施1、要求施工单位认真编写填充层施工方案，有针对性地确定治理措施，经公司审批并报监理、建设方审批批准后实施。实施中加强对管理和操作人员的技术交底，并加强对关键工序的检查验收，先做样板间，总结经验教训，并进行整改措施，完全符合规范要求后再大面展开施工。2、对地暖施工前作业面须仔细清理，对结构层进行清理和局部找平，平整度要求偏差控制在不大于0.8mm,不允许有凹凸不平及碎石块。3、必须通过试验确定混凝土或水泥砂浆配合比，并严格按照试验配合比计量拌料，确保填充层混凝土厚度不小于50mm,水泥砂浆厚度不小于40mm,严格执行混凝土填充层标号（C15）及水泥砂浆填充层标号（MlO）要求，同时严格控制水泥砂浆填充层应采用中粗砂，且含泥量不应大于5%,把好原材料进场关和使用关，砂石必须经实验室检验合格后方能使用。4、在地面边长大于6m或面积超过3011一定要合理设置有效伸缩缝；在工程实践中常发现沿房间膨胀处裂缝的原因是膨胀缝内保温苯板条不到位（苯板条连接处有空隙）或苯板条高度未超过填充层混凝土表面，在填充层细石混凝土施工时，面层混凝土（或砂浆）与周边墙身粘结在一起，当砂浆或混凝土硬化时引起的干缩裂缝。门洞阳角及房间阳角45°斜裂缝，据调研大多是膨胀缝遇门洞中止，房间阳角处膨胀缝未交汇，在填充层混凝土硬化时该部位因应力集中引起的构造裂缝。5、塑料板材绝热层敷设前应做找平层；地暖管固定时，一定要平实、牢固，严禁浮动翘起。6、填充层混凝土表面增加抗裂钢筋网片或将地暖盘管固定在钢筋网片上，防裂网在界格处必须断开，并确保边缘整齐、铺设到位，保护层不少于20mm。防裂网局部搭接使用时，搭接宽度不应小于20廊，且应绑扎牢固。7、地暖盘管敷设前或敷设完成并经试压合格后，沿墙身根部铺贴8mmIOmm保温苯板条，板接缝处不留空隙，高出地暖混凝土面层不小于IOmm,并分段用胶带与墙身粘贴（板接缝也用胶带粘贴）；门洞阳角、内墙阳角、阳台门坎等部位与墙身周圈不得漏设，填充层混凝土施工前，项目部负责人会同质量安全员逐间检查，符合要求后报监理验收，并办理隐蔽验收记录。8、改进操作方法，严格控制施工质量：建议混凝土填充层施工分两次施工,第一次浇筑厚度30mm,初凝前垫好钢筋网片，再浇20mm；使用商品混凝土时进场后在混凝土卸料前由监理、建设方、厂方有关人员进行现场坍落度验收，每台班抽查不少于4次，合格后方能使用，并做好记录；同时按规定每楼层至少留一组强度试块，以检测填充层混凝土的强度。9、细石混凝土的振捣采用铁滚子反复辗压和墙身（角）处用铁锹、铁抹子人工拍实相结合，直至混凝土表面出现浮浆，可采用专用搓压机械，应搓压3遍；同时混凝土浇筑时安排专人进行旁站，严格监督操作工跟班作业；混凝土面层利用原浆抹光压实，压实后进行拉毛。碎收浆后，应立即进行面层施工，以保证其良好的结合，分3遍压光成型。为了使地面不产生裂缝，建议采用专用搓压机械。10、水泥砂浆填充层表层的抹平工作应在水泥砂浆初凝前完成，压光或拉毛工作应在水泥砂浆终凝前完成。11、混凝土浇筑完毕后的12h以内及时覆盖塑料薄膜（保湿）或覆盖湿草袋进行保温保湿养护（初凝以后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水），每天安排专人进行巡检；细石混凝土严禁采用蓄水养护，防止养护时水经膨胀缝存积在聚苯板隔热层内。应进行24小时后洒水养护，保持湿润状态不少于7天。填充层混凝土养护期间，严禁非养护人员随意进入损坏面层。总之，由于水地暖工程的施工条件复杂多变，混凝土及水泥砂浆填充层手工操作量大，容易出现人为的质量偏差，所以还应在施工阶段加强质量管理，并采取合理的防裂措施。