淺析泵送混凝土溫度裂縫的成因和防治

趙文

摘 要：本文簡(jiǎn)單地從原材料和配合比及工藝特點(diǎn)方面介紹了泵送混凝土的特點(diǎn)，然后探討了泵送混凝土溫度裂縫形成的原因，最后從原材料的選用，改進(jìn)施工工藝，以及對(duì)已有裂縫進(jìn)行處理等三個(gè)方面介紹了溫度裂縫的防治措施。

關(guān)鍵詞：泵送混凝土；溫度裂縫；成因；防治

一、概述

近年來，泵送混凝土已廣泛地應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，它對(duì)整個(gè)建筑業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵的作用。泵送混凝土不僅能加快施工速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，還能改善混凝土的施工性能，保證混凝土質(zhì)量，對(duì)薄壁密筋結(jié)構(gòu)可少振搗或不振搗施工。但一些工程也表明，泵送混凝土有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不足、凝結(jié)時(shí)間異常等現(xiàn)象，特別是裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。筆者將結(jié)合自己多年的施工經(jīng)驗(yàn)重點(diǎn)分析溫度裂縫產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)的防治措施。

二、泵送混凝土的特點(diǎn)

1.原材料和配合比

（1）水泥用量多。強(qiáng)度等級(jí)在C20～C60的混凝土水泥用量范圍為350～550kg/m3。

（2）砂率偏高，砂用量多。為了方便運(yùn)輸、泵送和澆筑，混凝土需要良好的流動(dòng)性、保水性和粘聚性。因此，泵送混凝土的砂率要比普通混凝土增大6%以上，約為38%～45%。

（3）添加超細(xì)摻合料。為改善混凝土性能，節(jié)約水泥和降低造價(jià)，混凝土中常摻加沸石粉、粉煤灰、礦渣等摻合料。

（4）石子最大粒徑。為滿足泵送和抗壓強(qiáng)度要求，石子與管道直徑達(dá)到1∶2.5（卵石）、1∶3（碎石）～1：4、1∶5。

（5）泵送劑。多采用高效減水劑復(fù)合，如緩凝劑、引氣劑等，對(duì)混凝士拌合物流動(dòng)性和硬化混凝土的性能有影響，因而對(duì)裂縫也有影響。

2.工藝特點(diǎn)

（1）混凝土拌制在攪拌站進(jìn)行，所以通常原材料計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻。

（2）多數(shù)攪拌站對(duì)細(xì)摻合料、粉狀膨脹劑和粉狀泵送劑的稱量采用容積法，使計(jì)量和分散存在問題，因而會(huì)影響混凝土的均勻性。

（3）如果混凝土拌合物過干、過稀，或是運(yùn)輸和停留時(shí)間過長(zhǎng)又未進(jìn)行攪拌均勻就進(jìn)入泵時(shí)，混凝土拌合物就會(huì)變得干稀不均。

（4）遇到大體積混凝土施工時(shí)，若采用的技術(shù)措施不當(dāng)或不完善時(shí)，容易產(chǎn)生溫度裂縫。

（5）對(duì)于混凝土大面積板材，應(yīng)在澆筑后做好防風(fēng)、防曬等養(yǎng)護(hù)，否則容易產(chǎn)生干縮裂縫。

三、泵送混凝土溫度裂縫的成因

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。這是因?yàn)榛炷猎跐仓不^程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。實(shí)踐證明，水泥水化熱在1～3d可放出熱量的50%，每克水泥放出502J的熱量，如果以水泥用量300～550kg/m3 來計(jì)算，每m3 混凝土將放出15500～27500KJ的熱量，這會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而通?；炷帘砻嫔崾潜容^快的，混凝土內(nèi)外形成較大溫差，這種溫差會(huì)造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，裂縫會(huì)隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至貫穿整個(gè)混凝土斷面。溫度裂縫的走向通常沒有固定的規(guī)律，一般大面積結(jié)構(gòu)往往會(huì)出現(xiàn)縱橫交錯(cuò)的裂縫；而梁板類長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊平行或接近與平行，而且裂縫沿結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)分段出現(xiàn)，中間裂縫會(huì)比較密，裂縫大小寬度不一，很明顯受到溫度變化的影響，冬季較寬，夏季較窄。當(dāng)溫度裂縫的寬度超過了一定的限值就成了有害裂縫，它會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的耐久性和適用性，尤其是深層裂縫和貫穿裂縫會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，從而嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全性。

四、溫度裂縫的防治措施

1.混凝土原材料的選用和配合比要合理

（1）水泥品種選擇和水泥用量控制。泵送混凝土所使用的水泥品種，應(yīng)根據(jù)混凝土工程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件進(jìn)行選擇。由于引起溫度裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，可以減少溫差，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。有關(guān)試驗(yàn)研究表明，如果混凝土的水泥用量每立方米增減10kg，其水化熱將使混凝土溫度相應(yīng)升高或降低1 ℃。盡量將水泥用量盡量控制在450kg/m3 以下，以減少水泥水化熱和降低內(nèi)外溫差。

（2）摻加摻和料。粉煤灰產(chǎn)量大且質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，是商品混凝土摻合料中的首選。國(guó)內(nèi)外大量試驗(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，能使混凝土密實(shí)度大大提高。粉煤灰不但能代替部分水泥，而且由于其顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，可以起到潤(rùn)滑作用，從而改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性和粘聚性，從而改善混凝土的可泵性。最主要的是摻加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化熱，防止大體積混凝土因水化熱過高而引起的開裂。

（3）摻加外加劑。為了改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，可以摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑。由于其減水作用和分散作用，在提高強(qiáng)度和降低用水量的同時(shí)，還可以降低水化熱，降低混凝土內(nèi)外溫差，因而減少溫度裂縫。

2.改進(jìn)施工工藝

（1）攪拌工藝。采用二次投料法，即預(yù)拌水泥砂漿或預(yù)拌水泥凈漿法，這樣能有效地防止水分聚集在混凝土界面上，使硬化后界面層結(jié)構(gòu)致密，粘結(jié)力增大。從而可以提高混凝土強(qiáng)度約15%，節(jié)約水泥10%，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。

（2）澆注工藝。澆注過程中，對(duì)混凝土澆注分別采取分塊、分層澆注，并嚴(yán)格控制混凝土坍落度等。遇到大體積混凝土，應(yīng)在其內(nèi)部適當(dāng)預(yù)留一些孔道，以便通冷水或冷氣來降低混凝土內(nèi)部的溫度，減少溫度裂縫的發(fā)生。

（3）搗實(shí)工藝。已經(jīng)澆筑的混凝土一定要振搗均勻。在混凝土快要凝結(jié)前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水在其內(nèi)部形成的空隙，從而提高抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)力，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

（4）養(yǎng)護(hù)工藝。混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差，確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫，養(yǎng)護(hù)工作必須切實(shí)做好。

3.對(duì)已有裂縫的處理措施

混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性。因此對(duì)裂縫一定要及時(shí)處理，以保證建筑物的安全使用?；炷亮芽p的修補(bǔ)措施主要有表面修補(bǔ)法，嵌縫法和結(jié)構(gòu)加固法。

（1）表面修補(bǔ)法。此法主要適用于穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深迸裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫表面涂抹水泥砂漿、瀝青或貼還養(yǎng)玻璃纖維布等防腐材料。

（2）嵌縫法。這是裂縫封堵中最常用的一種方法，首先沿裂縫鑿一條槽，再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。常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠等等，聚合物水泥砂漿是最常用的剛性止水材料。

（3）結(jié)構(gòu)加固法。如果裂縫嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就有必要采用加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。常用的方法主要有以下幾種：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，增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

五、結(jié)束語

溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現(xiàn)象，泵送混凝土施工同樣如此。因此，我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)充分認(rèn)識(shí)到裂縫對(duì)建筑物的危害，并在施工中不斷探索新工藝和新方法，來降低裂縫出現(xiàn)的概率，并采取合理的方法及時(shí)來對(duì)已有裂縫進(jìn)行處理，不斷提高混凝土的澆注質(zhì)量，滿足建筑結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、耐久等要求。

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（作者身份證號(hào)碼：460007198604195037）