預(yù)拌混凝土早期裂縫的成因及控制措施

楊永雄（汕頭市潤都混凝土有限公司）

預(yù)拌混凝土早期裂縫的成因及控制措施

楊永雄
（汕頭市潤都混凝土有限公司）

本文從設(shè)計(jì)、材料、施工、監(jiān)理等方面分析現(xiàn)代混凝土出現(xiàn)早期裂縫的原因及預(yù)防措施。

傳統(tǒng)混凝土（指六七十年代的現(xiàn)場施工的四組份混凝土）；現(xiàn)代混凝土（指高強(qiáng)高性能泵送混凝土）

1　前言

預(yù)拌混凝土高速發(fā)展，施工工藝的革新，材料中外加劑和礦物摻合料的大量使用以及混凝土強(qiáng)度等級的提高，裂縫數(shù)量日益增多，開裂時(shí)間大大提前，質(zhì)量糾紛不斷增加。

某工程、樓面裂縫如圖1。

圖1　

2　裂縫成因

2.1設(shè)計(jì)

對傳統(tǒng)混凝土，增設(shè)構(gòu)造鋼筋、設(shè)縫等已能較好地控制早期裂縫。

對現(xiàn)代混凝土，當(dāng)采用了這些措施，甚至摻膨脹劑等技術(shù)后，裂縫問題依然嚴(yán)重。

表1　

2.2材料

傳統(tǒng)混凝土：是由四組份水泥、砂、石子、水組成，以現(xiàn)場攪拌為主。

現(xiàn)代混凝土：是由水泥、砂、石子、水、化學(xué)外加劑和礦物外加劑等七八種材料組成。以攪拌站生產(chǎn)為主、由攪拌車運(yùn)至現(xiàn)場，通過泵管泵送施工。

對比見表1。

2.3施工

從傳統(tǒng)混凝土坍落度30～70mm，到現(xiàn)代混凝土坍落度＞100mm，振搗成型輕松了，并在現(xiàn)場還想加水（生水）。

抹面變得輕松了，可抹平、抹光與抹壓、特別是二次抹壓的功能不理解。

養(yǎng)護(hù)的及時(shí)性、養(yǎng)護(hù)方式的選用并未引起足夠的重視。

大多數(shù)施工人員沒經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)就上崗。

施工組織和管理重視程度非常不夠，尤其是在三、線城市。

2.4管理

傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)場沒設(shè)監(jiān)理，而現(xiàn)代混凝土施工必須設(shè)質(zhì)量監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)督。但不到位且不重視。

3　裂縫成因的分折

⑴瘦身水泥的出現(xiàn)、混凝土強(qiáng)度等級的提高和外加劑應(yīng)用的不恰當(dāng)，砂石資源緊缺引起的質(zhì)量波動，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的直接因素；

⑵泵送施工技術(shù)的應(yīng)用，對材料提出的高可泵性，高流動性、高砂率、高漿骨比和較小的粗集料粒徑，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的材料因素；

⑶仍延用傳統(tǒng)的混凝土澆筑方式和養(yǎng)護(hù)措施、超常規(guī)的趕工進(jìn)度，特別養(yǎng)護(hù)不及時(shí)和現(xiàn)場加水問題，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的施工因素；

⑷膨脹劑和阻裂劑的應(yīng)用如何由設(shè)計(jì)設(shè)定技術(shù)指標(biāo)？能否從設(shè)計(jì)角度對材料參數(shù)提出技術(shù)要求？能否建立非荷載變形設(shè)計(jì)計(jì)算程序？因缺乏相應(yīng)有效的設(shè)計(jì)措施，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的設(shè)計(jì)因素；

⑸監(jiān)理單位和質(zhì)檢部門對早期裂縫成因及控制措施沒引起足夠重視，特別是理解上尚存在一定差距，是導(dǎo)致混凝土裂縫增多的管理因素。

⑹早期塑性裂縫的產(chǎn)生。

如果新拌混凝土表面泌水層的蒸發(fā)速率超過泌水速率，馬上引起早期塑性收縮快速發(fā)展，導(dǎo)致開裂。如表面系數(shù)大的樓板、路面和在環(huán)境惡劣的氣候下施工。實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)：首條裂縫通常出現(xiàn)在泌水膜消失后0.5～2個(gè)小時(shí)左右。

⑺養(yǎng)護(hù)的重要性。

養(yǎng)護(hù)對防治早期塑性收縮裂縫起著關(guān)鍵作用，判斷養(yǎng)護(hù)是否良好的標(biāo)準(zhǔn)。

首先，必須有效控制混凝土表面水分蒸發(fā)速率；其次，必須在初凝結(jié)束前開始養(yǎng)護(hù)。

最大允許水分蒸發(fā)速率：對泌水速率介于0.5～1.5kg/m2/h的普通混凝土，最大允許蒸發(fā)速率為1.0kg/m2/h。但對現(xiàn)代混凝土、特別是高強(qiáng)高性能混凝土，水膠比小，同時(shí)摻有細(xì)度細(xì)的硅灰、粉煤灰、礦粉等，泌水量小，在較小水分蒸發(fā)速率達(dá)0.2～0.7kg/m2/h環(huán)境下，早期塑性收縮裂縫很可能出現(xiàn)。

⑻環(huán)境因素。

高強(qiáng)高性能混凝土和泵送混凝土對環(huán)境影響因素的敏感性大（如春秋風(fēng)大，晝夜溫差大，夏季高溫失水快又迂大雨，冬季低溫風(fēng)大干燥）。

對于普通混凝土適宜的環(huán)境條件，對于高強(qiáng)高性能混凝土和泵送混凝土來說可能就是惡劣環(huán)境。

⑼施工組織和方案。

預(yù)防高強(qiáng)高性能混凝土和泵送混凝土的早期塑性收縮裂縫，關(guān)鍵要對養(yǎng)護(hù)工序和施工工藝有足夠的重視，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。施工組織應(yīng)避免先澆注的混凝土得不到及時(shí)養(yǎng)護(hù)；采用合適的養(yǎng)護(hù)方法，比如塑料膜覆蓋、噴霧（不是澆水）、養(yǎng)護(hù)劑；在發(fā)現(xiàn)初凝前出現(xiàn)有微細(xì)裂縫應(yīng)立即重新抹壓裂縫處混凝土表面。

大量的施工現(xiàn)場：初凝至24h，摻萘系減水劑混凝土的收縮率比要比摻羧酸減水劑混凝土的大得多。

4　幾點(diǎn)控制措施

⑴高效減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑極大地增加混凝土早期收縮、加速早期開裂、增加裂縫數(shù)量。

⑵采用高性能聚羧酸外加劑能有效降低混凝土的早期收縮、延緩早期開裂、減少裂縫數(shù)量。應(yīng)大量推廣應(yīng)用。

⑶進(jìn)一步開展對減縮劑和膨脹劑的技術(shù)研究，加強(qiáng)對設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工和材料單位的共識，得心應(yīng)手用好它。

⑷摻加聚丙烯纖維能推遲裂縫產(chǎn)生的時(shí)間。且隨著摻量提高，開裂時(shí)間延遲，裂縫寬度減小。

⑸摻粉煤灰和礦粉有利于降低溫峰值和溫峰出現(xiàn)時(shí)間。（見圖2、圖3）

水化溫升下降：粉煤灰摻量10%～50%時(shí)，3d水化溫升降低13.9%～52.1%。

水化熱顯著減小：粉煤灰摻量10%～50%時(shí)，3d水化熱降低5.9%～35.1%水化溫升減慢、溫峰出現(xiàn)時(shí)間推遲0.5～3.2h。

5　結(jié)論

⑴混凝土是帶縫工作的，早期塑性收縮裂縫存在普遍性以及共性。面對出現(xiàn)的裂縫應(yīng)采取防、放、抗、補(bǔ)的原則和態(tài)度。

圖2　

圖3　

⑵首先是預(yù)防；設(shè)計(jì)方面增加配筋率和構(gòu)造筋，細(xì)筋密布和預(yù)留各種縫等措施；材料方面優(yōu)選原材料，優(yōu)化配合比，嚴(yán)把質(zhì)量出廠關(guān)；施工方面主要做到二次抹面二次收漿，掌握好保溫保濕養(yǎng)護(hù)火候以及沒到1.4MPa不得上人堆放集中荷載。

⑶放：即應(yīng)力釋放，如預(yù)留后澆帶、誘導(dǎo)縫、沉降縫和永久性的伸縮縫。

⑷抗：鋼筋對混凝土的抵抗，采取分散應(yīng)力用纖維增強(qiáng)和膨脹劑等措施。

⑸補(bǔ)：最后裂了就補(bǔ)。根據(jù)裂縫的寬度、長度、深度和走向在保證質(zhì)量的前提下選用合適的修補(bǔ)方案。

⑹粉煤灰和礦粉的最佳摻量通過試驗(yàn)確定。施工時(shí)不能過振防止上浮出現(xiàn)起灰和脫殼，為了預(yù)防碳化一定要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)至少7d以上。●

［1］王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［2］韓素芳，耿維恕，等.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［3］朱耀臺，詹樹林.混凝土裂縫成因與防治措施研究［J］.材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003，21（5）：727-730.