頁巖陶粒混凝土裂縫的形成原因及預防措施

+徐璐++樊曉+++張敬偉+++王林珂+

摘要：頁巖陶粒混凝土具有輕質、高強、優異的熱工效果等特點，被廣泛應用于樓地面的隔熱工程、屋面的保溫工程，在當今工程建設領域占有很重要的地位。根據現有的樓地面、屋面的破壞情況來看，頁巖陶粒混凝土出現裂縫的工程質量問題相當嚴重，其屬于隱蔽工程維修困難，很大程度上降低建筑物的使用壽命。文章結合工程實踐經驗，對頁巖陶粒混凝土裂縫的發生誘因進行總結，并提出了對應的預防措施。

關鍵詞：頁巖陶粒；混凝土；裂縫；誘因；預防

隨著十二五規劃的進一步實施，我國的建設項目正如火如荼的進行。同時，對建筑物節能的要求也在不斷提高。在當今的建設行業中，因為頁巖陶粒混凝土保溫、隔熱、比強度高、耐火、施工效率高、綜合經濟效益好等特點，逐漸被廣泛的應用于現代工程項目中并占有不可替代的地位。它對建筑物的樓地面工程、屋面工程的安全耐久性有著及其重要的影響。與此同時，關于頁巖陶粒混凝土工程出現裂縫的現象層見迭出，數見不鮮，已嚴重制約建設工程項目的進度，造成不可挽回的巨大經濟損失。

1頁巖陶粒混凝土墊層產生裂縫的誘因

頁巖陶粒混凝土是一種質地不均的多相建筑材料，范德華力成為其內部封閉孔隙結構的主要作用力。變形的大小、約束的情況、實時抗拉強度是導致頁巖陶粒混凝土開裂現象的重要因素。結合工程實際，主要探討頁巖陶粒混凝土產生塑性開裂的誘因：

1.1《輕骨料混凝土技術規程》對水灰比有著嚴格的要求。水、水泥、化學外加劑、礦物外加劑的計量誤差，直接影響頁巖陶粒混凝土的齡期強度。混凝土齡期強度對水灰比、擴展度、坍落度的變化十分敏感，我們通常把這視為是水和水泥稱量誤差對強度影響的疊加。頁巖陶粒因彈性模量較低，外部有大量不規則的開孔孔隙，若不妥善堆放將成為灰塵的附著體使配置的頁巖陶粒混凝土抗拉強度降低，塑性收縮變大而產生裂縫。

1.2因頁巖陶粒內部有大量的孔隙，在泵車加壓泵送頁巖陶粒混凝土時，有部分的水泥漿體進入陶粒骨料內部孔隙使混凝土拌合料稠度增大，坍落度降低，作業人員通常再次向拌合物中加水并將其泵送至澆筑工作面。頁巖陶粒混凝土拌合物達到工作面后在沒有泵壓的作用下將內部漿體給予釋放出來造成混凝土拌合物不均勻，容易產生局部骨料少，漿體多的現象。隨著混凝土表面水分的蒸發，濕度降低，混凝土體積減小、脫水收縮，進而產生表面裂縫。

1.3頁巖陶粒混凝土在澆筑過程中振搗時間過短將出現頁巖陶粒沉入漿體擠出水分、空氣，頁巖陶粒大部分聚積于拌合物下部，拌合物表面造成砂漿層且出現泌水現象，它比下層混凝土有較大的收縮性能，待漿體水分蒸發后，容易產生凝縮裂縫。而在樓地面、屋面基層清理、灑水過程中灑水量不足且不均勻，或者灑水后與墊層澆筑間歇時間過長，使基層過于干燥引起的混凝土塑性收縮，誘發裂縫。

1.4頁巖陶粒混凝土澆筑初期，水泥水化反應產生大量的水化熱，使混凝土內部的溫度急速上升，但由于混凝土表面散熱面積大，熱量可以很快的向空氣重散發，因而溫度上升較慢。而混凝土內部散熱條件受約束，熱量散發量少，因而溫度急速上升，內外形成溫度梯度，產生溫度應力。結果混凝土內部產生壓應力，外部產生拉應力，當拉應力大于其抗拉強度時，誘發裂縫。

1.5頁巖陶粒混凝土過分的收面壓光和養護不當，將會使拌合物中的頁巖陶砂細骨料過多的浮到表面。由于陶粒具有微泵功能，使混凝土表面形成一層較厚且含水量較大的水泥漿層，水泥漿中的Ca(OH)2與空氣中的CO2發生化學反應生成CaCO2，引起表面碳水化收縮，導致混凝土表面開裂。

2頁巖陶粒混凝土裂縫的預防

頁巖陶粒混凝土對建筑物樓地面、屋面隔熱保溫工程的整體性和使用的安全耐久性能有著至關重要的作用。加快實現65%的國家建筑節能標準，頁巖陶粒混凝土裂縫的預防治理措施成為當今迫在眉睫的研究課題。

2.1嚴格控制好配合比原材料質量關

原材料的選擇應符合相應標準、規范的要求，不僅要選用質量優良、價格合理的材料，還要滿足實際工程的相應要求。嚴格按照《輕骨料混凝土技術規程》的有關規定，進行優化配合比設計，盡可能最大限度的預防混凝土裂縫的產生。

2.1.1水泥

水化熱是水泥制品的刺手問題。頁巖陶粒混凝土單方水泥用量不得超過550kg，水灰比不得大于0.50。為降低混凝土內外溫差、減少溫度應力的產生，應優先選用低水化熱水泥。

2.1.2頁巖陶粒

建設工程使用的頁巖陶粒應由同一生產廠家所提供，確保質量穩定、無有機雜質、物理屬性、化學成分等相關指標符合規定。頁巖陶粒混凝土采用的粗骨料陶粒（5-30mm）和細骨料陶砂（0-5mm）應選用連續級配。陶粒進場后應分倉存放，并分預濕倉和使用倉。在陶粒使用前12h~24h將足量的陶粒投入預濕倉進行浸泡，以保證陶粒達到吸水飽和狀態。在混凝土配制前3h~4h，將陶粒撈出放入使用倉內，陶粒堆放高度不宜過高，以確保其勻質性，且能充分瀝去多余的水分，保持使用前陶粒的吸水飽和狀態，以達到混凝土和易性和可泵性要求。

2.1.3外加劑

合理的選用外加劑能夠有效的預防頁巖陶粒混凝土產生裂縫。粉煤灰是防開裂效果中最顯著的，粉煤灰的合理摻量能有效降低混凝土的水化熱，改善混凝土的干縮性、脆性。在施工過程中，對混凝土加入膠凝材料重量的0.8%高效減水劑，可明顯改變混凝土的和易性和流動性，減少25%左右的拌合用水，節約15%左右的水泥，從整體上降低水化熱。摻入適量UEA膨脹劑，有效補償頁巖陶粒混凝土干性收縮，增強內部結構的密實度。

2.2頁巖陶粒混凝土的攪拌

頁巖陶粒混凝土拌和物應采用強制式攪拌機攪拌，先將砂、水泥、粉煤灰干拌30s，然后加入外加劑及水拌合1min，最后將處理后的陶粒倒入砂漿中再拌合2min后成型。用水量與坍落度控制密切相關，在混凝土生產過程中要考慮用水量和凈用水量之間關系。關鍵是在投料攪拌前，應隨時測定陶粒含水率，以確定凈用水量，保證陶粒混凝土的和易性。

2.3選擇適宜的輸送泵

適宜的泵壓有利于陶粒混凝土的泵送。泵壓太高，會造成陶粒的持續吸水；混凝土會變得干澀，缺乏流動性，增加泵送的難度；泵壓過低，達不到混凝土泵送壓力要求，不能保證泵送的連續性。因此，合理選擇輸送泵及泵送壓力是非常關鍵的。選擇輸送泵時，應盡量減少彎管及橡膠軟管數量，輸送泵的管道直徑應不小于125mm，最好選用直徑為150mm的管道，以降低管道對混凝土的阻力。

2.4頁巖陶粒混凝土振搗

由于陶粒是一種多孔性材料，振動能在陶粒混凝土中的衰減速度要快于普通混凝土，為保證振動密實，應縮短振點間距；為防止過振引起陶粒上浮，振搗延續時間應短于普通混凝土的振搗時間。采用插入式振動器振搗時，應以密插快插為宜，每個振點振搗時間應控制在6s以內，如坍落度較小時，振搗時間可適當延長。

2.5頁巖陶粒混凝土養護

在陶粒混凝土澆筑振搗后8-12h后，應對其表面用土工布或麻袋片等吸水性材料覆蓋混凝土外露表面進行養護，保持混凝土表面的濕潤狀態，潮濕養護時間不應少于14d，但應避免用自來水直沖淋剛剛初凝的混凝土，并應堅持作好后期的養護工作。

3結語

總而言之，裂縫問題成為頁巖陶粒混凝土混凝土工程的通病，裂縫問題如果得以很好解決不僅可以使樓地面工程、屋面工程的工程更好的發揮其使用功能，而且可以為頁巖陶粒混凝土的廣泛應用發揮極其重要的作用。頁巖陶粒混凝土裂縫產生的因素貫穿于施工整個過程，只有在施工整個過程中嚴格執行相關的規范、技術標準，從原材料、施工工藝流程、施工過程管理方法等建立起嚴格的規章制度并貫徹執行，才能更大限度的預防裂縫的產生。

參考文獻

[1] 李英.房屋建筑施工現澆鋼筋混凝土樓板裂縫問題思考[J].遼寧行政學院學報, 2011(8):69-70.

[2] JGJ51-2002,輕集料混凝土技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.

[3] 葛巖,于秀麗.淺談現澆混凝土樓板裂縫的形成原因及控制[J].科技創新導報,2008(5):63.

[4] Kovler, Konstantin, Souslikow Andrew, Bentur Arnon. Pre-soaked lightweight aggregates as additives forinternal curing of high-strength concretes. Cement and Concrete Research, 2004,24(2):131.

[5] P.Schwesinger, G.sickert, Reducing shrinkage in HPC by internal curing by using pre-soaked LWA,inProceedings of International Workshop on Control of Cracking in Early-age Concrete,edited by A.A.Balkma Publishers(Japan,Tohoku University,2000,18(3):313

[6] 羅瑞禧.砼結構開裂原因分析論文[J].法制與經濟,2010(7):140.

[7] 董恩聯,陳世源.現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及防治[J].黑龍江科技信息,2009(3):244.