泵送混凝土塑性沉降裂縫的分析與防治

張永新

（龍巖恒達工程有限公司 福建 龍巖 364000）

泵送混凝土塑性沉降裂縫的分析與防治

張永新

（龍巖恒達工程有限公司 福建 龍巖 364000）

本文對泵送混凝土塑性沉降裂縫的產生原因、危害加以闡述，提出防治措施

泵送混凝土；不均勻沉降；防治措施；二次振搗

前言

泵送混凝土的施工工藝因其具有靈活、高效、施工強度大的特點，在大型混凝土工程的施工過程中被普遍采用。由于泵送混凝土需要具有較大的流動性和粘聚性的施工要求，常常在板或墻面的現澆結構中產生各種類型的裂縫，其中的早期沉降收縮裂縫就是其中的一種。本文就對泵送混凝土結構中出現的沉降收縮裂縫的產生原因及防治措施進行論述，希望能對今后的泵送混凝土施工起到指導的作用。

一、裂縫的特點

這種裂縫常常位于鋼筋上部、結構變截面的地方，有規律性，裂縫中部較寬而端部較窄，長度隨混凝土內鋼筋的布置和混凝土內部結構的不同而不同，深度一般從混凝土表面一直發展到鋼筋的上表面，裂縫寬度因混凝土構筑物內部結構及混凝土自身組成的不同而存在差異。裂縫發育時間長，只有當水泥水化產生的膠結強度足以阻止固體顆粒相對運動或者當固體顆粒經沉淀密實已不再運動時，裂縫發育才最終停止。

二、原因分析

塑性沉降裂縫是由于固體顆粒沉降時受到不同程度的阻礙導致沉降不均而產生的。現將混凝土沉降裂縫產生的各種常見原因具體分析如下：

1.混凝土固有的泌水特性促成了混凝土塑性沉降裂縫的產生因泵送混凝土具有較多的水分，泌水對其沉降裂縫的產生起到至關重

要的作用。泌水是指混凝土澆筑成型后尚未凝結硬化之前，混凝土內部水分從混凝土中遷移出來的一種現象。這是因為在混凝土拌合物的各組分中水的密度較小，在混凝土澆筑完畢后，部分密度較大的粗骨料及固體顆粒還會向下運動，而混凝土中的部分自由水則被迫向上移動，泌到混凝土的外表面，稱為外泌水；另一部分則被截留在鋼筋及粗骨料下面的空隙內，形成水囊。待水分蒸發后，在此水囊處產生孔隙，這部分水稱為內泌水。泌水是混凝土內部顆粒運動的外在表現，它使混凝土的體積縮小，促成了混凝土塑性沉降裂縫的產生。

2.混凝土內部微觀應力的影響

混凝土是由氣、液、固三相組成的非均質不等項的混合材料，在混凝土的凝固過程中，水泥的水化作用最終將水泥砂漿與骨料粘結在一起，隨著水分的減少，包裹在骨料外面的砂漿失水收縮，而骨料的收縮性很小，這樣，就會在骨料周圍產生微觀應力場，并在局部發展成為微觀裂縫，如果微觀裂縫進一步發展，就會破壞混凝土結構的整體性，加劇了沉降裂縫的產生。

3.混凝土結構內部鋼筋阻礙的影響

由于混凝土結構中的鋼筋或固定模板用的螺拴阻礙了鋼筋上部混凝土的沉降，而位于鋼筋兩側沒有受到阻礙作用的混凝土則繼續下沉，于是，形成了凹凸不平的混凝土表面，因鋼筋兩側骨料的下沉，使鋼筋上部混凝土受到拉力作用并產生負彎距，隨著混凝土的硬化及內部固體顆粒的不斷下沉，彎距亦不斷增大，當彎距大于受力處混凝土的抗拉強度時就會在混凝土表面出現裂縫，并隨著裂縫的發育，最終可形成可貫穿至鋼筋表面與鋼筋走向大致相似的沉降裂縫。此外，由于鋼筋對固體顆粒及骨料的阻礙作用，骨料對水分及空氣的吸附作用，會在鋼筋及骨料下面形成復雜結構的空隙夾層。

4.混凝土結構的自身的特點所產生

因混凝土構筑物的設計需要而導致混凝土澆筑厚度不均的現象相當普遍。混凝土的澆筑厚度不均使混凝土澆筑較厚的地方的沉降量大于薄處的沉降量，在薄厚混凝土交接處易產生沉降裂縫。

5.混凝土組成材料對沉降裂縫的影響

由于混凝土骨料的級配不良，混凝土密實度不夠，澆筑成型后，下沉量增大、固體顆粒遷移時間延長；骨料粒徑過細，針片含量大，混凝土單方用水量用灰量增多，混凝土收縮沉降量增大，收縮時間延長；含水量大，泌水顯著，增大了混凝土沉降量等原因，都對混凝土沉降裂縫的出現及發展產生影響。

6.施工方法的原因

在泵送混凝土的實際施工過程中，拆管移管次數太少，布料過于集中，大量混凝土從一點澆筑，再用振搗棒拖勻；或下料高度大于2m時，未按規定安裝溜管而是拋筑混凝土；振搗過程中，操作不規范，過振、漏振等都將影響混凝土的均勻性，增大收縮沉降的可能性。

三、預防措施

針對由于混凝土密實度不夠，下沉不均造成的裂縫，可以采用如下處理辦法預防：

1.要嚴格控制混凝土單位用水量在170kg/m3以下，水灰比在0.6以下，在滿足泵送和澆筑要求時，宜盡可能減少混凝土坍落度。

2.采用級配良好的骨料。控制骨料中的含泥量在規范要求之內。

3.在滿足使用要求的前提下，盡量使用同截面鋼筋，正確綁扎鋼筋，避免因綁扎不當造成鋼筋表面平整度不足，凸凹不平。

4.混凝土的攪拌時間根據配合比及混凝土的實際特點嚴格控制，避免攪拌時間過長或過短影響混凝土的均勻性。

5.澆筑混凝土時，合理布料，避免堆積產生振搗不足的現象。

6.已有經驗證明，混凝土凝結時間越長，沉降量也相應增大，所以要盡量縮短混凝土的凝結時間。

7.合理利用外加劑和摻和料，正確控制其在混凝土中的用量。

8.嚴格禁止混凝土在泵送過程中為求操作方便而現場隨意加水。

9.在混凝土澆筑過程中，振搗棒應快插慢拔，振搗密實，保證振動時間，防止漏振。變截面處宜分層澆筑、振搗。在混凝土初凝前進行二次振搗，加速混凝土的下沉，減少自然下沉量，減小混凝土的后期沉降量。

10.在整個施工及養護過程中，模板和支護仔細檢查，防止模板變形、移位。

11.合理制訂拆模時間，并嚴格遵守，防止過早拆模。

12.對地基承載力進行科學合理的計算，必要時對地基采取適當的修補或進行換基處理。

13.及時養護，需要時可在混凝土中摻加纖維，提高混凝土的抗折強度和初裂韌度，避免因其它裂縫的產生而誘發沉降裂縫的出現。

四、處理辦法

如若帶有裂縫的混凝土已經硬化，為改善混凝土結構的美觀，保證建筑物質量，延長使用壽命，應及時對混凝土裂縫進行修補處理。

1.表面抹漿修補

將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫方向鑿V形凹槽，沖洗干凈后，先刷一層水泥凈漿，然后用1:2-1:2.5水泥砂漿分層涂抹，并壓實抹光。

如有防水要求，用水泥凈漿和1:2.5水泥砂漿交替抹壓，并及時覆蓋，灑水養護。也可在砂漿中摻入水泥重量的1%-3%的氯化鐵防水劑，起到促凝和提高防水性能的效果。

如裂縫較小，數量不多時，也可以將水泥和膨脹劑的混合物材料填充到裂縫中進行修補。

2.裂縫對結構整體性有影響時，或結構有防水防滲要求時，常采用內部修補法和灌漿法。其中灌漿法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

內部修補法：要求在裂縫處鑿深度為40mm、寬度為40mm-60mm的V形凹槽，且槽口較小的一側同水壓的方向，無水壓時可為上部端口小于下端或上下一致，然后根據水壓及現場具體情況確定的膠質堵塞材料的實際厚度置于凹槽的最底層，再沿剔鑿好的V形縫設一層粘結層,最后用水泥砂漿封堵。

灌漿法：利用壓力設備將水泥漿灌入裂縫內的方法，這種處理方法難度較大，

3.置換法：對于裂縫形成時間早，裂縫周圍混凝土或鋼筋結構已遭破壞且情況嚴重時，可用置換法處理。剔除原有混凝土，對已損壞的鋼筋及內部結構進行處理后，根據結構的耐久性、對環境的適應性、彈性模量、強度等實際情況選用恰當的置換材料，并及時養護粉刷。

五、結束語

泵送混凝土沉降裂縫的出現，主要是由于混凝土流動性較大，內部骨料及固體顆粒遇到不同程度的阻礙所造成的，裂縫的完全避免是不可能的，在實際施工過程中，應根據這一特點，分析并制訂切實可行的施工方案，預防為主，盡量減少、減輕修補工作量。

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1007-6344（2016）03-0332-01

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