泵送混凝土裂縫產生的原因及解決的措施

劉素梅

摘要：文章結合國家有關技術標準，從泵送混凝土的特點和裂縫的基本概念入手，通過 分析泵送混凝土裂縫的種類和產生的原因，提出了泵送混凝土裂縫的控制措施。

關鍵詞：泵送混凝土；裂縫；拌合物

1 前言

裂縫是混凝土最常見的質量通病。目前，工業與民用建筑的大體積混凝土越來越多，混凝土在施工和使用過程中出現不同程度和形式的裂縫是相當普遍的問題，而泵送混凝土澆筑大體積結構混凝土更是容易出現裂縫。顯而易見，大體積混凝土施工的關鍵是防止混凝土開裂。如何采取有效措施防治泵送混凝土裂縫的問題，筆者從裂縫產生的原因及防治措施談點個人的體會。

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早期塑性裂縫的現象。混凝土塑性裂縫產生的原因比較復雜，常見裂縫可采取以下措施進行預防和處理。

2.1 塑性（沉陷）收縮裂縫

（1）裂縫原因及裂縫特征。在泵送混凝土現澆的各種鋼筋混凝土結構中，特別是板、墻等表面系數大的結構中，經常出現斷續的水平裂縫，裂縫中部較寬、兩端較窄，呈梭狀。裂縫經常發生在板結構的鋼筋部位、板肋交接處、梁板交接處、梁柱交接處及結構變截面等部位。 裂縫產生的原因主要是混凝土流動性不足以及振搗不均勻，在凝結硬化前沒有沉實或者沉實不夠，當混凝土沉陷時受到鋼筋、模板抑制所致。裂縫在混凝土澆筑后1～3h出現，裂縫的深度通常達到鋼筋上表面。

（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計給定的坍落度的。

②應選用干燥收縮小的泵送劑或減水劑。

③混凝土澆筑時，下料不宜太快，攪拌時間要適當：

④混凝土應振搗密實，時間以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，混凝土尚未凝結之前，對混凝土進行兩次振搗，表面要壓實；

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。混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石干燥收縮造成的。混凝土的水分蒸發、干燥過程是由外向內、由表及里，逐漸發展的。由于混凝土蒸發干燥非常緩慢，裂縫多數持續時間較長，而且裂縫發生在表層很淺的部位，裂縫細微，有時呈平行線狀或網狀。但是由于碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結構的抗滲性和耐久性，也會使大體積混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫，影響結構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。混凝土干燥收縮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、為直線關系；當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說，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，但增加的數值不大。泵送混凝土宜加大砂率，但應在最佳砂率范圍內。④摻合料。礦渣、煤矸石、火山灰、赤頁巖等粉狀摻合料，摻加到混凝土中，一般都會增大混凝土的干燥收縮值。但是質量良好、含有大量球形顆粒的一級粉煤灰，由于內比表面積小、需水量少，故能降低混凝土干燥收縮值。⑤化學外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時摻加粉煤灰的雙摻技術不會增大干燥收縮，但是對于某些減水劑、泵送劑，尤其是具有引氣作用時，有增大混凝土干燥收縮的趨勢。因此在選用外加劑時，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。⑥混凝土的養護。混凝土澆筑面受到風吹日曬，表面干燥過快，產生較大的收縮，受到內部混凝土的約束，在表面產生拉應力而開裂。如果混凝土終凝之前進行早期保溫養護，對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。水泥水化是一個放熱的化學反應過程，其間產生一定的水化熱。混凝土是熱的不良導體，特別是大體積混凝土，產生的大量水化熱不容易散發，內部溫度不斷上升，而混凝土表面散熱快，使混凝土內外截面產生溫度梯度，特別是晝夜溫差大時，內外溫度差別更大，內部混凝土熱脹變形產生壓力，外部混凝土冷縮變形產生拉力，由于此時混凝土拉抗強度較低，當混凝土內部拉應力超過其抗拉強度時，混凝土便產生裂縫。這種裂縫的特點是裂縫出現在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現的裂縫很細，隨著時間的發展而繼續擴大，甚至達到貫穿的情況。

防治措施

①混凝土厚度。對于大體積混凝土，其形成的溫度應力與其結構尺寸相關，在一定尺寸范圍內，混凝土結構尺寸越大，溫度應力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大，這就是大體積混凝土易產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裂縫最根本的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。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，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，其內部溫度越高，形成溫度應力越大，產生裂縫的可能性越大，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。如果充分利用混凝土的后期強度，則可使每m混凝土的水泥用量減少40～70kg左右，則混凝土溫度相應降低4～7℃。④混凝土溫度。應當嚴格控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度。對于出機溫度和澆筑溫度的控制，《混凝土質量控制標準》（GB50164-92）中明確規定：高溫季節施工時，混凝土最高澆筑溫度，不宜超過35℃。⑤摻加摻合料。大量試驗研究和工程實踐表明，混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰后，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，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、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性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。

3 實際施工過程中處理措施

3.1 對在實際施工過程中由于施工單位所采用的措施不夠得當，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。混凝土塑性裂縫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對混凝土特別是對容易產生塑性沉降裂縫的部位進行二次復振。防止塑性收縮裂縫比較可行的措施是對澆筑后的混凝土及時養護，防止混凝土水分揮發速度過快而產生裂縫。若混凝土已經到了硬化狀態，且已十分干燥，可考慮采用環氧樹脂水泥砂漿或聚合物水泥砂漿灌縫。而對于那些對強度要求不高的混凝土構件，還可以采用柔性材料如各種 防水密封膠等進行密封，以防止滲水和鋼筋銹蝕。

3.2 原材料提前幾天進站，砂、石進場后堆放到遮陽棚內，石子還需澆水降溫，水泥則提前一周進站入罐冷卻。降低混凝土的出機溫度和澆筑溫度，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，對已澆筑的混凝土，在終凝前進行二次泵送振搗，可排除混凝土的泌水，提高黏結力和抗拉強度，并減少混凝土內部裂縫和氣孔，提高抗裂性

3.4 注重澆筑完畢后的養護，混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件，保溫能減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土的表層的溫差，防止表面裂縫。

4 結束語

綜上所述，要有效地提高泵送混凝土構件的抗裂性能，在施工中應優化混凝土配合比，加強對原材料質量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴格控制砂、石子的含熱量，加強對混凝土澆筑和養護的管理，加強振搗，提高混凝土的密實性和抗拉強度。設計中應重視構造鋼筋的作用，對泵送混凝土梁應加強梁的腰筋，從構造措施上約束和限制混凝土的收縮。 切實從每一個環節入手，做好過程控制，完善施工手段，確保施工質量。

參考文獻

[1]《混凝土質量控制標準》 （GB50164-92）.