李景成

摘 要：隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的迅速發(fā)展，近年來(lái)，機(jī)械泵送混凝土在我市各種水利水電建筑施工中得到廣泛應(yīng)用，不但提高了工效，節(jié)約了施工成本。同時(shí)，還有許多技術(shù)問(wèn)題，需要在施工中加以注意。本文對(duì)泵送混凝土一些裂縫的通病及其防治措施作以闡述。

關(guān)鍵詞：泵送混凝土； 混凝土裂縫； 裂縫預(yù)防；補(bǔ)救措施

近年來(lái)，泵送混凝土在水利水電建筑施工中得到廣泛應(yīng)用，不但提高了工效，節(jié)約了施工成本，同時(shí)還解決了施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜、高空施工輸送混凝土的問(wèn)題。但是由于泵送混凝土凝固有的收縮特性，且屬于大流態(tài)性的混凝土，具有坍落度大，含砂率高，水泥用量較大等特點(diǎn)，使得泵送混凝土凝固過(guò)程中容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的出現(xiàn)，不僅會(huì)降低混凝土建筑物的抗?jié)B能力，影響其使用功能，而且能引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。因此認(rèn)真對(duì)待泵送混凝土裂縫的研究，采取合理的處理方法對(duì)泵送混凝土施工過(guò)程中裂縫的預(yù)防與處理作以探討：

1.干縮裂縫：

干縮裂縫的產(chǎn)生是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果?，F(xiàn)澆混凝土完畢，若不及時(shí)采取恰當(dāng)措施，極易失水過(guò)快產(chǎn)生干裂縫；混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后一段時(shí)間或混凝土的澆筑完畢后的一周左右，也極易產(chǎn)生干縮裂縫。干裂縫多為表面性線狀或網(wǎng)狀細(xì)小裂縫，寬度在0.05mm～0.2mm?？諝庀鄬?duì)濕度較低時(shí)裂縫也易產(chǎn)生。因此，必須進(jìn)行恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，保證現(xiàn)澆混凝土有適宜的硬化條件。在混凝土澆筑完畢后，及時(shí)覆蓋塑料薄膜、濕草袋，對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，接縫處搭接嚴(yán)密。避免混凝土水分蒸發(fā)，使混凝土表面濕潤(rùn)。混凝土終凝后，繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)7d。需要時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。經(jīng)過(guò)二次抹壓混凝土初凝后，灑水潤(rùn)濕，混凝土凝后，每天分幾次灑水，或用草柵、土工布、塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)7d。

干縮裂縫其它主要預(yù)防措施有：一是采用收縮量較小的水泥，降低水泥用量；二是混凝土裂縫受水灰比的影響，水灰比越大，干縮越大。因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比。同時(shí)摻加適量的減水劑；三是摻加泵送劑，混凝土材料摻入泵送劑可以配制出不離析、聚性好、和易性、可泵性好，具有一定含氣量和緩凝性，能有大坍落度的混凝土，且能起到減水劑的作用；四是為防止墻、柱、水工基礎(chǔ)等側(cè)模板過(guò)早拆卸， 導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生干空裂縫，應(yīng)在混凝土表面刷養(yǎng)護(hù)液，有條件的用土木包，塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)；五是根據(jù)混凝土體積的大小，適當(dāng)增設(shè)伸縮縫。

2.塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表現(xiàn)因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫中間寬、兩端細(xì)、長(zhǎng)短不一，互不連貫。較短的裂縫一般長(zhǎng)10cm～40cm，較長(zhǎng)的裂縫一般長(zhǎng)1m～3.5m，寬1mm～5mm。其產(chǎn)生原因?yàn)椋罕盟突炷猎诮K凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響混凝土表面失水過(guò)快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響泵送混凝土塑性收縮開(kāi)裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速等等。

主要預(yù)防措施：一是選用干縮值較小，早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥；二是嚴(yán)格控制水灰比，摻高效減水劑或泵送劑來(lái)增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量；三是澆筑混凝土之前，將基層和模板均勻澆水濕透；四是覆蓋塑料布或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤(rùn)，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.水化熱引起的裂縫（溫度裂縫）

大體積混凝土在水利水電工程中比較常見(jiàn)，預(yù)防水化熱引起的裂縫尤為重要。大體積混凝土由于水化熱產(chǎn)生的升溫較高、降溫幅度大、速率快，使混凝土產(chǎn)生較大的溫度和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂的主要原因。因此，為防治水化熱引起的裂縫，施工前應(yīng)計(jì)算升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速率，制定相應(yīng)的技術(shù)措施，防止和控制溫度裂縫，確保工程質(zhì)量。

（1）降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度，如夏季在水箱內(nèi)加冰塊，降低水溫；粗骨料遮陽(yáng)防曬；散裝水泥提前儲(chǔ)備，避免新出廠水泥溫度過(guò)高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機(jī)溫度。

（2）夏季泵送混凝土運(yùn)輸車(chē)加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫?；炷帘盟凸艿勒陉?yáng)防曬。合理部署施工，盡量避免在炎熱天氣澆筑大體積混凝土。如果根據(jù)工程總體安排，必須在炎熱天氣澆筑時(shí)，可通過(guò)調(diào)整工序，使混凝土澆筑時(shí)間，避開(kāi)當(dāng)天的高溫時(shí)段；在夏季采用混凝土輸送泵進(jìn)行澆筑時(shí)，對(duì)處于日照中的泵管，要采取遮蓋或包裹等降溫措施；另外，采用商品混凝土?xí)r，在其罐車(chē)上也要加設(shè)防曬裝置。

（3）混凝土澆筑作業(yè)面遮陽(yáng)，防止暴曬而使混凝土溫度升高。

3.1降低混凝土水化熱

（1）選擇中低熱品種水泥，優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥。結(jié)構(gòu)工程中的大體積混凝土，大多采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，因其水泥熟料含量較少，且混合材料中的活性氧化硅、活氧化鋁與氫氧化鈣、石膏的化合作用在常溫下進(jìn)行比較緩慢，早期強(qiáng)度（三天和七天）較低，但在硬化后期（28天后），由于經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成的水泥凝膠不斷擴(kuò)展，使水泥石（水泥漿凝結(jié)后變成的堅(jiān)固石狀物質(zhì)）強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，最后甚至超過(guò)同標(biāo)號(hào)的普通硅酸鹽水泥，故可充分利用其后期強(qiáng)度。

（2）利用混凝土后期強(qiáng)度用R60或R90替代R28作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

（3）摻入一定比例的粉煤灰。

（4）摻入高效減水劑、緩凝劑。

3.2 摻UEA膨脹劑

摻入U(xiǎn)EA膨脹劑在最初14d潮濕養(yǎng)護(hù)中，使混凝土體積微膨脹，補(bǔ)償混凝土早期失水收縮產(chǎn)生的收縮裂縫。

3.3 采用二次抹壓技術(shù)

混凝土入模振搗，表層刮平1～2小時(shí)后，即在混凝土初凝前在混凝土表面進(jìn)行二次抹壓，消除混凝土干縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫，增加混凝土內(nèi)部的實(shí)心密實(shí)度。但是，二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當(dāng)，過(guò)早抹壓沒(méi)有效果；過(guò)晚抹壓混凝土已進(jìn)入初凝狀態(tài)，失去塑性，消除不了混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫。

3.4采用二次振搗法，從而提高混凝土的抗裂性。通過(guò)試驗(yàn)證明，對(duì)澆筑后尚未初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，減少混凝土內(nèi)部微裂，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，從而可提高混凝土的抗裂性。

采用二次振搗法控制混凝土的溫度裂縫在確定二次振搗時(shí)間時(shí)，除了要考慮混凝土本身的特性外，還要結(jié)合分層澆筑速度以及混凝土振搗澆筑路線的安排，在操作時(shí)間上留有余地，避免混凝土上下層在澆筑時(shí)發(fā)生脫節(jié)，從而形成施工冷縫。

3.5 減小內(nèi)外溫差法

保溫養(yǎng)護(hù)：大體積混凝土在澆筑后，選擇適當(dāng)?shù)牟牧霞右愿采w，盡量減少混凝土的暴露時(shí)間，這樣既可避免夏季遭受暴曬，又防止冬季經(jīng)受寒潮沖擊，導(dǎo)致混凝土面產(chǎn)生急劇的溫度梯度，以延緩混凝土的降溫速率。

保濕養(yǎng)護(hù)：由于水的導(dǎo)熱系數(shù)較小，可對(duì)混凝土起到一定的隔熱保溫作用，所以通過(guò)加長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可以使混凝土表面蓄存一定深度的水分，這樣可以延緩混凝土內(nèi)部水化熱的降溫速度，從而縮小混凝土中心和表面的溫度差值。

內(nèi)部降溫：在大體積塊體內(nèi)預(yù)留一些孔道，在內(nèi)部通循環(huán)冷水或冷氣冷卻，但必須控制降溫速度，不能超過(guò)0.5～1.0攝氏度/小時(shí)。

3.6混凝土自然養(yǎng)護(hù)

（1）保濕養(yǎng)護(hù)混凝土表面經(jīng)過(guò)二次抹壓后，立即覆蓋塑料薄膜，防止表面水分蒸發(fā)，保持混凝土處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)。特別是對(duì)于摻入U(xiǎn)EA膨脹劑的混凝土，在最初14d內(nèi)，必須潮濕養(yǎng)護(hù)，方能促使膨脹劑充分發(fā)揮作用。（2）保濕養(yǎng)護(hù)根據(jù)混凝土絕熱溫升計(jì)算，確定中心最高溫度，按實(shí)際溫度控制技術(shù)措施，確定養(yǎng)護(hù)材料及覆蓋厚度和養(yǎng)擴(kuò)時(shí)間。保溫養(yǎng)護(hù)的目的：A減少混凝土表面熱量擴(kuò)散，減少內(nèi)外溫差；B延緩散熱時(shí)間，控制降溫速率，有利于混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)，避免產(chǎn)生貫穿裂縫。養(yǎng)護(hù)一般不少于15d。（3）在常溫季節(jié)，混凝土終凝后也可采取蓄水養(yǎng)護(hù)的辦法，替代前兩種保溫保濕養(yǎng)護(hù)辦法。根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整蓄水高度，也能收到預(yù)期效果。

4.沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或巖石沉降導(dǎo)致；或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔悖０逯伍g距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降從而使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類(lèi)裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉降量成正比關(guān)系。地基變形穩(wěn)定后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

主要預(yù)防措施：一是對(duì)松軟土、填土地基上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)做好地基強(qiáng)度試驗(yàn)，進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固，滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)需要。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過(guò)程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時(shí)間不能太早，注意拆模的先后次序。

5.化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防

堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的由于化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。

泵送混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周?chē)h(huán)境中的水使體積增大，混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。主要的預(yù)防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑。三是選用摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。

由于混凝土澆筑、振搗不良或者鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹把混凝土脹裂，此種類(lèi)型的裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預(yù)防措施有：一是保證鋼筋保護(hù)層的厚度，二是泵送混凝土級(jí)配要良好。三是可泵混凝土澆注要振搗密實(shí)。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。

總之，要消除泵送混凝土施工裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)注意原材料質(zhì)量的把關(guān)和混凝土配合比的設(shè)計(jì)。盡量選用低中水化熱水泥，以降低水化熱；采用高強(qiáng)水泥以減少水泥用量。根據(jù)實(shí)際情況，摻入適量粉煤灰等摻合材料，則可改善混凝土和易性可泵性，降低水化熱，從而增強(qiáng)密實(shí)度，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。保證混凝土的拌合物的均勻性。泵送預(yù)拌混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，商混除滿(mǎn)足用戶(hù)提出的強(qiáng)度、耐久性要求外，還要考慮運(yùn)距、泵送距離、具體施工條件等因素?？茖W(xué)設(shè)計(jì)配合比，確定適宜的坍落度，適當(dāng)?shù)纳奥省⑺冶?、水泥用量，選用適宜摻合料?？傊诒ＷC強(qiáng)度的前提下，不宜過(guò)多增加水泥用量；在保證泵送和澆筑的前提下，坍落度不宜過(guò)大。

混凝土裂縫修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌縫封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。

①表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定的和對(duì)結(jié)構(gòu)承載力沒(méi)有影響的表面裂縫，通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥之后在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，或在表面裂縫處涂刷107膠或清水，然后均勻涂抹水泥。待水泥初凝固后用砂紙等物品，把表面打磨平整。為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開(kāi)裂，通?？赡懿捎迷诹芽p的表面粘玻璃纖維等措施。

②灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂基丙烯酸酯、聚氨脂等化學(xué)材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性在聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

③結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固。

④混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

⑤電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防止銹蝕的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。適用鋼筋、混凝土的長(zhǎng)期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可以用于新建結(jié)構(gòu)。

⑥仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合功能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分（如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)，分泌出部分液芯纖維使裂縫重新愈合。從而達(dá)到處理裂縫的目的。

參考文獻(xiàn)

水利建筑材料應(yīng)用技術(shù).中國(guó)建筑工業(yè)出版，2004.11