泵送混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及解決的措施

劉素梅

摘要：文章結(jié)合國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從泵送混凝土的特點(diǎn)和裂縫的基本概念入手，通過(guò) 分析泵送混凝土裂縫的種類和產(chǎn)生的原因，提出了泵送混凝土裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞：泵送混凝土；裂縫；拌合物

1 前言

裂縫是混凝土最常見(jiàn)的質(zhì)量通病。目前，工業(yè)與民用建筑的大體積混凝土越來(lái)越多，混凝土在施工和使用過(guò)程中出現(xiàn)不同程度和形式的裂縫是相當(dāng)普遍的問(wèn)題，而泵送混凝土澆筑大體積結(jié)構(gòu)混凝土更是容易出現(xiàn)裂縫。顯而易見(jiàn)，大體積混凝土施工的關(guān)鍵是防止混凝土開(kāi)裂。如何采取有效措施防治泵送混凝土裂縫的問(wèn)題，筆者從裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施談點(diǎn)個(gè)人的體會(huì)。

2 混凝土裂縫的成因和控制措施

商品混凝土和泵送混凝土都很容易出現(xiàn)早期塑性裂縫的現(xiàn)象?；炷了苄粤芽p產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，常見(jiàn)裂縫可采取以下措施進(jìn)行預(yù)防和處理。

2.1 塑性（沉陷）收縮裂縫

（1）裂縫原因及裂縫特征。在泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是板、墻等表面系數(shù)大的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)斷續(xù)的水平裂縫，裂縫中部較寬、兩端較窄，呈梭狀。裂縫經(jīng)常發(fā)生在板結(jié)構(gòu)的鋼筋部位、板肋交接處、梁板交接處、梁柱交接處及結(jié)構(gòu)變截面等部位。 裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土流動(dòng)性不足以及振搗不均勻，在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或者沉實(shí)不夠，當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板抑制所致。裂縫在混凝土澆筑后1～3h出現(xiàn)，裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面。

（2） 防治措施

①混凝土的坍落度宜采用8~18cm。施工混凝土的坍落度是不允許大于配合比設(shè)計(jì)給定的坍落度的。

②應(yīng)選用干燥收縮小的泵送劑或減水劑。

③混凝土澆筑時(shí)，下料不宜太快，攪拌時(shí)間要適當(dāng)：

④混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，時(shí)間以1015s/次為宜；在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗；在混凝土澆筑11.5h后，混凝土尚未凝結(jié)之前，對(duì)混凝土進(jìn)行兩次振搗，表面要壓實(shí)；

⑤保水性好、泌水小的普通硅酸鹽水泥均可用于泵送混凝土。

2.2 干縮裂縫

裂縫原因及裂縫特征?；炷恋母稍锸湛s主要是由于水泥石干燥收縮造成的?；炷恋乃终舭l(fā)、干燥過(guò)程是由外向內(nèi)、由表及里，逐漸發(fā)展的。由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢，裂縫多數(shù)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，而且裂縫發(fā)生在表層很淺的部位，裂縫細(xì)微，有時(shí)呈平行線狀或網(wǎng)狀。但是由于碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，也會(huì)使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。

防治措施

①合理選擇水泥品種。水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大，不同品種水泥混凝土的干燥收縮程度不同，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥?；炷粮稍锸湛s隨著水泥用量的增加而增大，在可能的情況下，盡可能降低水泥用量。②用水量。混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大，在同一水泥用量條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比、為直線關(guān)系；當(dāng)水泥用量較高的條件下，混凝土的干燥收縮隨著用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來(lái)說(shuō)，水灰比越大，干燥收縮越大。③砂率。混凝土的干燥收縮隨著砂率的增大而增大，但增加的數(shù)值不大。泵送混凝土宜加大砂率，但應(yīng)在最佳砂率范圍內(nèi)。④摻合料。礦渣、煤矸石、火山灰、赤頁(yè)巖等粉狀摻合料，摻加到混凝土中，一般都會(huì)增大混凝土的干燥收縮值。但是質(zhì)量良好、含有大量球形顆粒的一級(jí)粉煤灰，由于內(nèi)比表面積小、需水量少，故能降低混凝土干燥收縮值。⑤化學(xué)外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時(shí)摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)不會(huì)增大干燥收縮，但是對(duì)于某些減水劑、泵送劑，尤其是具有引氣作用時(shí)，有增大混凝土干燥收縮的趨勢(shì)。因此在選用外加劑時(shí)，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。⑥混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑面受到風(fēng)吹日曬，表面干燥過(guò)快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開(kāi)裂。如果混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫養(yǎng)護(hù)，對(duì)減少干燥收縮有一定作用。

2.3 溫度裂縫

（1）裂縫原因及裂縫特征。水泥水化是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其間產(chǎn)生一定的水化熱?；炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體，特別是大體積混凝土，產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表面散熱快，使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度，特別是晝夜溫差大時(shí)，內(nèi)外溫度差別更大，內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力，由于此時(shí)混凝土拉抗強(qiáng)度較低，當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。

防治措施

①混凝土厚度。對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。②水泥品種。防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。③水泥用量。水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。如果充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，則可使每m混凝土的水泥用量減少40～70kg左右，則混凝土溫度相應(yīng)降低4～7℃。④混凝土溫度。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。對(duì)于出機(jī)溫度和澆筑溫度的控制，《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164-92）中明確規(guī)定：高溫季節(jié)施工時(shí)，混凝土最高澆筑溫度，不宜超過(guò)35℃。⑤摻加摻合料。大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量?jī)?yōu)質(zhì)的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，起到潤(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。

3 實(shí)際施工過(guò)程中處理措施

3.1 對(duì)在實(shí)際施工過(guò)程中由于施工單位所采用的措施不夠得當(dāng)，以至混凝土早期失水或不均勻失水造成的塑性裂縫，若加以重視是可以避免的?；炷了苄粤芽p一般可分為塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫。防止塑性沉降裂縫比較可行的措施是及時(shí)對(duì)混凝土特別是對(duì)容易產(chǎn)生塑性沉降裂縫的部位進(jìn)行二次復(fù)振。防止塑性收縮裂縫比較可行的措施是對(duì)澆筑后的混凝土及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土水分揮發(fā)速度過(guò)快而產(chǎn)生裂縫。若混凝土已經(jīng)到了硬化狀態(tài)，且已十分干燥，可考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿或聚合物水泥砂漿灌縫。而對(duì)于那些對(duì)強(qiáng)度要求不高的混凝土構(gòu)件，還可以采用柔性材料如各種 防水密封膠等進(jìn)行密封，以防止?jié)B水和鋼筋銹蝕。

3.2 原材料提前幾天進(jìn)站，砂、石進(jìn)場(chǎng)后堆放到遮陽(yáng)棚內(nèi)，石子還需澆水降溫，水泥則提前一周進(jìn)站入罐冷卻。降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度，最有效的方法是降低原材料溫度，尤其是石子的溫度。

3.3 嚴(yán)格控制泵送澆筑流程，建議施工方合理安排施工工序，分層分塊澆筑，以利于散熱，減少約束。每30cm泵一層振搗致實(shí)，對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次泵送振搗，可排除混凝土的泌水，提高黏結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少混凝土內(nèi)部裂縫和氣孔，提高抗裂性

3.4 注重澆筑完畢后的養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土的表層的溫差，防止表面裂縫。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，要有效地提高泵送混凝土構(gòu)件的抗裂性能，在施工中應(yīng)優(yōu)化混凝土配合比，加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴(yán)格控制砂、石子的含熱量，加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的管理，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度。設(shè)計(jì)中應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的作用，對(duì)泵送混凝土梁應(yīng)加強(qiáng)梁的腰筋，從構(gòu)造措施上約束和限制混凝土的收縮。 切實(shí)從每一個(gè)環(huán)節(jié)入手，做好過(guò)程控制，完善施工手段，確保施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》 （GB50164-92）.