混凝土抗裂與其抗?jié)B等級(jí)的關(guān)聯(lián)初探

畢軍軍

廈門日觀建材有限公司（361009）

混凝土抗裂與其抗?jié)B等級(jí)的關(guān)聯(lián)初探

畢軍軍

廈門日觀建材有限公司（361009）

隨著混凝土商品化程度和施工水平越來(lái)越高，混凝土裂縫的產(chǎn)生也越來(lái)越普遍，為了預(yù)防裂縫，只要是與防水有關(guān)的部位，設(shè)計(jì)圖紙一概注明混凝土抗?jié)B等級(jí)，P6、P8比比皆是，甚至P10、P12也是隨處可見(jiàn)，混凝土抗?jié)B等級(jí)越高，混凝土就一定抗裂嗎？?jī)烧咧g存在怎樣的關(guān)系，混凝土如何有效地抗裂，針對(duì)上述情況，文章從試驗(yàn)及實(shí)際工程情況進(jìn)行了研究和分析。

抗?jié)B等級(jí)；抗裂；裂縫

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)預(yù)拌商品混凝土工程建設(shè)迅猛發(fā)展，為人類生活帶來(lái)了方便、財(cái)富和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也帶來(lái)了不可避免的巨大負(fù)面影響，其中混凝土材料的耐久性受到越來(lái)越大的挑戰(zhàn)，最為突出的就是混凝土的裂縫問(wèn)題。裂縫問(wèn)題已經(jīng)引起世界各國(guó)的高度重視，從近幾十年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及研究調(diào)查表明:現(xiàn)在裂縫問(wèn)題已經(jīng)擴(kuò)展到混凝土大梁、地下室底板外墻、樓面板、屋面板以及橋梁、道路、大型地坪等，隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高、早期強(qiáng)度的提高和混凝土施工速度的加快，混凝土裂縫的出現(xiàn)也呈現(xiàn)越來(lái)越早的趨勢(shì)。

混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的性能，對(duì)混凝土耐久性的影響十分重要，因?yàn)樗只蚯治g介質(zhì)的入侵是引發(fā)混凝土質(zhì)量劣化、耐久性不足的主要原因之一。有學(xué)者認(rèn)為混凝土的抗?jié)B性是評(píng)價(jià)混凝土耐久性重要的綜合指標(biāo)[1]。根據(jù)國(guó)家規(guī)范，工程中使用的抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級(jí)一般為P6、P8級(jí)，較高的為P10級(jí)，最高為P12級(jí)[2]。在很多情況下，試驗(yàn)室混凝土達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級(jí)，但是實(shí)際工程還是出現(xiàn)了嚴(yán)重的滲漏[2]，為什么會(huì)出現(xiàn)抗?jié)B等級(jí)滿足設(shè)計(jì)要求，但是混凝土卻不抗裂呢？文章從試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)跟蹤的角度進(jìn)行了分析和探討。

1 抗?jié)B性能試驗(yàn)

本次試驗(yàn)采用在實(shí)際工程中較為常見(jiàn)的抗壓強(qiáng)度等級(jí)為C30的普通泵送混凝土，目的是試驗(yàn)普通混凝土在不同養(yǎng)護(hù)條件下的抗水滲透能力(成型后覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)，第二天拆模后按照下列方式養(yǎng)護(hù):①拆模后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)7 d；②拆模后包裹塑料薄膜在室外自然放置條件下養(yǎng)護(hù)7 d；③拆模后放置在與b組試塊相似的位置，每天灑水4次的條件下養(yǎng)護(hù)7 d)，試驗(yàn)方法按照GB 50082—2009中6.2逐級(jí)加壓法[3]進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)果表明:養(yǎng)護(hù)條件為①、②的混凝土抗?jié)B試件，逐級(jí)加壓到3.0 MPa的水壓力下，8 h內(nèi)只有兩個(gè)試件滲水，歷時(shí)240 h，抗?jié)B等級(jí)可以達(dá)到P30，養(yǎng)護(hù)條件為③的混凝土抗?jié)B試件，逐級(jí)加壓到1.0 MPa的水壓力下，8 h內(nèi)有三個(gè)試件滲水，歷時(shí)80 h，抗?jié)B等級(jí)可以達(dá)到P10。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，只要確保抗?jié)B試件在成型抹面后，立即帶模送進(jìn)標(biāo)養(yǎng)室，確?；炷涟韬纤粨p失，就不會(huì)形成貫通的毛細(xì)管失水孔道，膠凝材料總量?jī)H355 kg/m3的C30混凝土試件，在保證拌合水幾乎不損失的情況下，其混凝土試件的抗?jié)B等級(jí)已大于P30，即使在室外自然放置、適當(dāng)灑水養(yǎng)護(hù)的條件下，其混凝土試件的抗?jié)B等級(jí)也可以達(dá)到P10的要求。

2 實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況觀察及總結(jié)

在實(shí)際的工程過(guò)程中，常常存在混凝土抗?jié)B試件抗?jié)B等級(jí)滿足設(shè)計(jì)要求，但構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，甚至多數(shù)為貫穿性裂縫，從而造成混凝土構(gòu)件抗裂性能不足的現(xiàn)象，真實(shí)情況是什么呢?

在與施工單位長(zhǎng)期的接觸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：施工現(xiàn)場(chǎng)普遍存在就是混凝土澆筑成型后放任失水的現(xiàn)象，以致商品混凝土一澆筑完畢，在早期的3 d、甚至十幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就出現(xiàn)了塑性收縮裂縫。施工方普遍存在的說(shuō)法是:“我們的施工人員都沒(méi)有變，我們對(duì)養(yǎng)護(hù)都是很重視的，您看我們一放完線就開(kāi)始養(yǎng)護(hù)了，我們工人每天都固定灑水好幾次，你們現(xiàn)在的混凝土都商品化了，反而裂的更多了，現(xiàn)在的混凝土都不如我們以前自拌的好”。大家普遍認(rèn)為混凝土早期開(kāi)裂是因?yàn)樽陨硎湛s太大的結(jié)果，要防止開(kāi)裂，就必須減小混凝土的收縮?；炷凉緸榱藵M足客戶需求，只有不斷優(yōu)化配合比?！皟?yōu)化”的措施是盡可能降低膠凝材料用量,增加骨料用料。但不管配合比如何變化，早期開(kāi)裂都沒(méi)有減輕的跡象。事實(shí)證明，在滿足施工的條件下，只靠調(diào)整配合比，混凝土的早期開(kāi)裂問(wèn)題是無(wú)法有效解決的。

本人在與不同工程、不同構(gòu)件的跟蹤過(guò)程中發(fā)現(xiàn):一些強(qiáng)度等級(jí)高、膠凝材料用量大、自身收縮大的混凝土，施工完畢后并沒(méi)有開(kāi)裂，或者只有輕微的裂縫；一些強(qiáng)度等級(jí)較低、自身收縮小的混凝土，施工完畢后卻出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的開(kāi)裂；同一配合比的混凝土(緩凝時(shí)間會(huì)根據(jù)氣候做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對(duì)混凝土性能沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響)，在氣候惡劣、溫度高的夏季沒(méi)有開(kāi)裂，但在氣溫較低的秋季反而開(kāi)裂了。越來(lái)越多的現(xiàn)象表明:混凝土的早期開(kāi)裂主要是由于失水造成的。于是，我們把控制混凝土早期失水作為防裂的主要方向，在和施工單位技術(shù)交底的時(shí)候，要求其對(duì)新澆筑的混凝土一定要進(jìn)行及時(shí)充分的保濕養(yǎng)護(hù)，防止或盡量減少混凝土的早期失水，特別是新澆筑后的數(shù)小時(shí)內(nèi)和前3～7 d的保濕養(yǎng)護(hù)非常重要。隨著采取加強(qiáng)新澆筑混凝土早期保濕養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用，混凝土的開(kāi)裂問(wèn)題得到了有效地改善。

圖1 某工程施工裂縫問(wèn)題(拆模后立即噴淋養(yǎng)護(hù))

圖2 第二次施工采取措施

3 具體工程案例

經(jīng)過(guò)多年的工程實(shí)踐，現(xiàn)在人們逐漸接受了這樣的觀念：商品混凝土的早期開(kāi)裂，完全可以通過(guò)控制早期失水得到控制。這個(gè)控制早期失水的方法，就是完美濕養(yǎng)護(hù)[4]方法。完美濕養(yǎng)護(hù)：從我本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，就是應(yīng)根據(jù)不同的工程、部位情況，根據(jù)不同的混凝土和施工環(huán)境，有針對(duì)性地制定養(yǎng)護(hù)措施，特別要加強(qiáng)在前3～7 d和新澆筑完畢之后的及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)方案，在實(shí)際工程中嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行。

自推廣完美濕養(yǎng)護(hù)以來(lái)，一些工程甲方對(duì)裂縫問(wèn)題較為重視，對(duì)施工方要求較為嚴(yán)格，相應(yīng)的施工工程養(yǎng)護(hù)相對(duì)更切合完美濕養(yǎng)護(hù)，應(yīng)該說(shuō)很多工程與完美濕養(yǎng)護(hù)都還有不同程度的差距，混凝土還存在不同程度的失水現(xiàn)象。但與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式(如：等待混凝土澆筑完畢放線之后再進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土施工完畢后隨機(jī)灑水養(yǎng)護(hù))相比已經(jīng)有了很大的改善?？傮w上說(shuō)，早期開(kāi)裂問(wèn)題得到了有效地解決，也得到了工程相關(guān)方的認(rèn)可。工程實(shí)例表明，混凝土澆筑完畢，早期養(yǎng)護(hù)越及時(shí)、越充分，越接近完美濕養(yǎng)護(hù)，混凝土塑性收縮越小，混凝土開(kāi)裂概率越小，開(kāi)裂程度越低；反之，偏離完美濕養(yǎng)護(hù)越遠(yuǎn)，混凝土蘇塑性收縮越大，混凝土開(kāi)裂概率越大，開(kāi)裂程度越高。因此，如果混凝土的早期失水得到有效控制，混凝土的收縮開(kāi)裂就能最大程度的得到預(yù)防。

1）混凝土剪力墻防裂施工。由于剪力墻豎向構(gòu)件，拆模較早、不好進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等缺陷，更容易造成開(kāi)裂；要控制剪力墻的開(kāi)裂，關(guān)鍵還是做好新澆筑混凝土的及時(shí)充分的保濕養(yǎng)護(hù)。

某快速公交地下室剪力墻工程，在第一次施工后，發(fā)現(xiàn)部分位置出現(xiàn)豎向裂縫，有些裂縫呈現(xiàn)貫穿性，施工單位及業(yè)主對(duì)該情況極為重視，專門召開(kāi)了裂縫分析會(huì)議，在會(huì)議中，我方提出主要原因是混凝土早期失水過(guò)快造成的裂縫，并提出了幾點(diǎn)混凝土控制失水的措施，在后續(xù)的施工中，施工單位按照相關(guān)的措施進(jìn)行，第二次施工后跟蹤一段時(shí)間未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)裂縫。當(dāng)時(shí)的施工情況及現(xiàn)象見(jiàn)下圖:

2）某混凝土地面工程。地面混凝土防裂一直是施工的重點(diǎn)，施工單位也是比較重視的。我公司供應(yīng)的某混凝土地面工程，混凝土用量約100 m3，當(dāng)天混凝土于上午08:00左右開(kāi)始澆筑，當(dāng)天氣候干燥，伴有大風(fēng)，中午氣溫將近三十多度，下午13:30左右混凝土澆筑人員在施工抹壓時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土表面出現(xiàn)裂縫情況，我司人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn):混凝土出現(xiàn)表面已經(jīng)開(kāi)裂，但是內(nèi)部還沒(méi)有完全硬化的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析：主要還是由于當(dāng)天天氣干燥，風(fēng)速較大，表面水分散失極快，混凝土內(nèi)部水分遷移趕不上表面水分的散失，造成表面已經(jīng)變硬開(kāi)裂，內(nèi)部還沒(méi)有達(dá)到混凝土初凝時(shí)間，沒(méi)有完全硬化的現(xiàn)象發(fā)生，我們建議施工單位對(duì)該混凝土表面進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，局部開(kāi)裂的進(jìn)行二次抹壓修復(fù)，之后馬上進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，第二天對(duì)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn)：頭天的裂縫基本得到有效改善。在后續(xù)的路面施工過(guò)程中，施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，及時(shí)進(jìn)行抹壓、覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，未再出現(xiàn)路面開(kāi)裂現(xiàn)象。

4 結(jié)論

1）混凝土抗?jié)B等級(jí)與抗裂存在不可分割的內(nèi)在聯(lián)系，要防裂，必須達(dá)到基本的抗?jié)B等級(jí)要求，但是達(dá)到抗?jié)B等級(jí)要求，不一定防裂；

2）普通混凝土抗?jié)B試件在保濕養(yǎng)護(hù)的條件下，抗?jié)B等級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)等級(jí)；

3）要保證混凝土的抗裂性，可必須通過(guò)控制混凝土早期失水，保證混凝土構(gòu)件不產(chǎn)生裂縫，才可以得到有效地防范。

4）混凝土抗?jié)B、防裂，需要相關(guān)各方互相理解、互相配合，方可達(dá)到目標(biāo)。

[1]王迎春，顏金額.不同養(yǎng)護(hù)條件下混凝土耐久性的研究.人民長(zhǎng)江，2008(1):54.

[2]甘昌成.抗?jié)B混凝土是否必須用膨脹劑[J].商品混凝土，2015(12):28.

[3]GB/T 50082-2009，普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[4]甘昌成，李建庭，呂偉強(qiáng)，等.論商品混凝土的濕養(yǎng)護(hù)[J].商品混凝土,2006(3):5-11.