春季現澆樓板裂紋控制

李會琴 王銀瑞

1新鄉市金光實業有限公司（453600） 2河南孟電集團水泥有限公司（453621）

隨著建筑行業的突飛猛進，城市環保意識的逐漸增強，預拌商品混凝土的應用也越來越廣泛。但是，隨著商品混凝土的普及，商品混凝土企業與施工單位之間，因為混凝土的生產、施工、養護等過程，會發生這樣那樣的糾紛。如何處理、避免這些糾紛，對于改善混凝土企業的形象，擴大企業銷售額具有重要意義。

新鄉市地處中原,每年的春節之后（2～5月份），乍暖還寒，氣候干燥，混凝土施工經常出現質量問題，特別是施工中極易出現混凝土裂縫，已成為困擾預拌商品混凝土企業的一個嚴重問題。結合2011年春季我單位生產中遇到的兩個案例，結合具體實際，淺談一下自己所領悟到的一點體會。

1 問題出現

案例1:2011年3月26日，新鄉市某工地9#樓,2層墻、柱、梁、板、梯，強度等級C35，板厚15 mm，共220 m3，運距半小時以內。氣溫3～18℃，風速3 ～4級。26日下午16點由東向西開始澆筑，27日凌晨5點10分才澆筑完畢。27日當天12點半，在西邊后澆混凝土還處于半塑狀態時，沒有采取任何保濕養護措施的情況下,把用以覆蓋養護的塑料薄膜，大面積掀起進行放線。混凝土出現裂紋。并且是先施工的混凝土裂紋很少，10 h左右施工的混凝土裂紋就較多了，后澆部分鋼筋部位還出現了1 m多長的直線拉裂紋。

施工單位把情況反映到我單位后，經現場調查發現:26日21點前澆筑的混凝土極少有裂紋出現，21點之后澆注的混凝土的裂紋較多。筋部位出現的直線拉裂紋為混凝土塑狀態下的經人踩踏而成。

案例2:隨即我們組織了一行調查小組，對各個工地進行回訪,結果又發現:27日施工的某工地28#樓，13層墻、柱、梁、板、梯，強度等級 C35，板厚 12 mm，共180 m3，運距半小時以內。氣溫4～20℃。下午15點由西向東開始澆筑，28日0點40分澆筑完畢,28日7點半,同樣也是在東邊后澆筑部分混凝土還處于半塑狀態時，工地把用以覆蓋養護的塑料薄膜，大面積掀起進行放線。部分混凝土出現裂紋。并且也是先施工的混凝土裂紋很少，10 h左右施工的混凝土裂紋就較多了，后澆部分鋼筋部位也出現較長的直線拉裂紋。

2 原因分析

連續兩天發現混凝土裂紋問題后，我們會同施工單位的技術人員，通過現場考察，及時進行了原因分析。通過雙方的坦誠交流，雙方一致認為:

2.1 工期過緊的影響

施工單位為了趕工期而壓縮混凝土技術間歇時間，過早掀開用于混凝土養護的塑料薄膜進行放線、安設模板支撐腳手架，并在沒有終凝的鋼筋混凝土上踩踏對混凝土擾動是出現裂紋的主要原因。

對比最早及最晚施工的混凝土我們發現，最開始澆注的混凝土沒有或者很少裂紋，越是最后澆注的混凝土，出現裂紋的數量越多，最長的直線裂紋就出現在最后施工的踩踏的地方。在混凝土灌注結束約7 h左右，從生產混凝土到施工人員在施工后的混凝土構件上面放線還不足8 h，對商品混凝土來說,才剛剛完成初凝，強度小于1.2 N/mm2，施工單位過早拆除模板和養護薄膜過早掀開，施工人員過早在混凝土構件上來回走動，進行施工放線，對混凝土進行了2次擾動，造成鋼筋部位混凝土直線開裂。

2.2 環境溫度濕度影響

由于新鄉市地處中原，緊鄰黃河，晝夜溫差大，春季多風少雨，氣候干燥，晚間氣溫低，3月底的最低氣溫3℃，這樣環境溫度下，混凝土的凝結時間相對延長。在混凝土澆筑初期由于水泥水化熱的散發，表面勢必會產生相當大的拉應力，此時的表面溫度也高于外部氣溫,如在此時去掉養護薄膜，混凝土表面溫度驟降,必然會引起混凝土內外溫度梯度，表面驟冷收縮拉應力與內部水化熱溫度膨脹產生的壓應力疊加，混凝土內外具有較大的溫差，水分的蒸發較快，混凝土表面失水，使混凝土表面產生干縮，從而給混凝土裂紋埋下了伏筆。

《鋼筋混凝土施工及驗收規范》（GB50204—92）中，第4.5.4條規定:“在已澆筑的混凝土強度未達到1.2 N/mm2以前不得在其上踩踏或安裝模板及支架，并根據現場實際規定平均氣溫在15 ～20℃的情況下，控制在混凝土澆筑18 h以后方可以上人施工。”

2.3 混凝土凝結時間的影響

環境溫度對水泥凝結時間影響，若以環境溫度15℃的凝結時間相對值為1.0,那么10℃時初凝時間約為1.2,終凝時間為1.4；當環境溫度下降至5℃時,初凝時間相對值約為1.3,而終凝時間約為2.6。可見環境溫度降低將使水泥凝結時間延長，特別是使得終凝時間更加延長。環境溫度對混凝土凝結時間的影響規律也與之類似。當環境溫度從23℃降到10℃時,混凝土拌合物初凝時間延緩約4 h,而終凝時間延長約7 h。在摻入緩凝劑的情況下，溫度對混凝土凝結時間的影響可能更顯著。因此，在環境溫度低的情況下,應少摻或不摻緩凝劑，以免出現超緩凝現象。礦物摻合料的活性低且摻量過大也會使混凝土凝結時間延長。由于普通硅酸鹽水泥本身已含有15%以下的混合材,故在使用普通硅酸鹽水泥時更應予以注意[1]。

在確定混凝土表面產生裂紋的主要原因之后，我們公司內部也進行了研究。從配合比設計，外加劑用量，直到礦物摻合料的添加量，水灰比大小進行了認真的比對排查，力求從我們自身上找原因。通過對各個環節的分析，我們認為:

2.3.1 配合比設計對趕工期是有影響的

商品混凝土的配合比設計，我們需要考慮各種最不利因素影響，特殊情況下甚至需要考慮各種最不利情況相疊加:運距過長，運輸過程堵車，銷售量大施工單位多不能夠保證混凝土運輸車輛連續到達，運到施工地點后要便于泵送不堵泵，泵送到主體后便于施工……,還有混凝土的強度保證率，混凝土經濟性等等因素均要考慮在內。因此，我們配制的混凝土初凝時間一般為:3～5月份，6～8 h，終凝時間為10～12 h，由于溫度濕度變化，初凝時間終凝時間會有小幅度浮動。春季氣溫較低，混凝土初凝時間應該是7～8 h，終凝時間應該在12 h，對需要趕工期的施工單位確實會有一定影響。我們采取的措施是：對1小時能夠到達、運距較短的施工單位，適當縮短緩終凝時間，并根據混凝土運輸車裝載量和運距長短，隨車配備緩凝2 h的緩凝型高效減水劑,防止路上堵車和意外事情的發生。

2.3.2 外加劑及礦物摻合料的影響

商品混凝土施工，以泵送為主。在混凝土配合比中，不可避免地使用外加劑。由于混凝土外加劑中或多或少的都含有緩凝成分，在混凝土外加劑用量較多時，緩凝組分相對較多，緩凝時間延長。運距較近，夜間施工，環境溫度低，坍落度損失較小。對含有緩凝成分的外加劑摻量應選擇下限,并保證預拌混凝土的坍落度及擴展度。同時，由于混凝土中，礦物摻合料摻量較大,特別是粉煤灰的摻量較多，對混凝土的凝結時間也有較大的影響。

2.3.3 水灰比的影響

混凝土水泥凝膠結合水因水泥品種不同而有所不同。混凝土水泥凝膠最致密結合時最小結合水水灰比為0.13013,水泥凝膠珠狀網格結構時最大結合水水灰比為0.35503;混凝土水泥石形成筋狀網格結構的最大結合水水灰比為0.41667[2]。水灰比的大小，不僅對混凝土強度有很大的影響，對混凝土的初終凝時間也有影響很大。特別是攪拌車到達工地后，為了便于泵送和施工，工地往往不計后果的擅自加水，也是造成混凝土緩凝的一個重要因素。

3 采取措施

3.1 搞好技術交底，加強施工養護

1）在施工現場預拌混凝土技術人員應與現場施工技術用手按有手印但不沾手；終凝時間：混凝土變色，用手按無手印，有力學強度。一般情況下，3～4月份，凝結時間約為 10～12 h，5～9月份，凝結時間約為8～10 h；力學強度大于等于1.2 N/mm2，方能上人放線。

2）加強混凝土養護:對混凝土的養護工作，施工單位一定要引起重視。在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。在混凝土終凝時，特別是硬化過程中，不得除去用于養護的塑料薄膜,因此時水泥的水化熱正緩緩遞增，如此時除去養護薄膜，是外部溫度驟降，必然會引起混凝土內外溫度梯度，產生裂紋。所以，控制好構件的濕潤養護，才能保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護。

3.2 調整配合比，適應新鄉市春季低溫干燥天氣

試驗室檢驗混凝土的凝結時間及控制指標:根據我們的經驗，在試驗室內第一天下午拌制混凝土入模，人工進行插搗，到第二天上午拆模，不掉邊，不掉角，即為滿足凝結時間要求。終凝凝結時間一般控制10～12 h之內。

3.2.1 關于混凝土水膠比為什么控制在0.42之內

我這里東施效顰，用數學方法證明現代混凝土配制方法及現代混凝土配合比發明人王昱海先生在其發明專利說明書上的結論:

我們知道，集料行列式排列時的最大空隙率是48%。那么，集料間能夠形成筋狀網格結構的空隙率一定是52%。膠凝材料在最大空隙率52%情況下,形成筋狀網格結構的水泥石用水量為520 L/m3，需要最小表觀密度（2 600 kg/m2）體積下的水泥0.48 m3，此時，水泥重:

0.48 m3×2 600 kg/m3=1 248 kg

最大水膠比:520/1248=0.41667

為了保證混凝土混凝土致密性，保證水泥石形成筋狀網格結構，提高混凝土質量，我們把混凝土的水膠比調到0.42以內。

3.2.2 關于混凝土理論配合比的調整

對混凝土配合比的調整，我們遵循的原則是:

1）減少粉煤灰用量。

2）盡可能少用減水劑劑。

3）對混凝土水膠比進行了調整。

4）保證混凝土強度、和易性，能夠順利泵送及便于施工。

遵循以上原則，我們對混凝土理論配合比進行了重新設計，對砂、石料用量也進行了微量調整，已得到了良好的效應。并在澆筑混凝土前積極與施工方溝通，做好拆模、養護工作。

4 取得效果

通過與施工單位的技術交流，施工單位加強了混凝土的早期養護與混凝土的技術間歇時間。還有我們對混凝土的的配合比調整，使混凝土初凝時間提前，便于施工單位在較短時間內連續施工。由于加強技術交底，調整配合比兩項措施施行，在隨后的施工過程中很少出現裂紋事故。

5 結論

混凝土施工裂紋，除了混凝土配合比設計的原因外，更多的是施工（如沒有2次模壓）和養護不到位引起的。特別是在施工工期緊，外界溫濕度變化大情況下，對終凝前的混凝土不要人為擾動。過早掀起用于養護的塑料薄膜放線、過早拆模施工 、荷載過大、養護方法不當和未養護等因素均可引起混凝土產生裂紋。如果我們在混凝土設計、生產、施工、養護，特別是在混凝土設計和養護方面引起重視，混凝土裂紋是可以避免的。

[1]成立,王善拔,余其俊,趙三銀,范慶新.預拌混凝土的緩凝問題及其預防措施[J].濟南大學學報(自然科學版),2005(01).

[2]王昱海.現代混凝土配制方法及現代混凝土配合比.發明號ZL 200710111796.8發明專利說明書,國家知識產權局網站.