簡(jiǎn)要講述怎樣防治泵送混凝土的裂縫

時(shí)間：2020-01-05作者：青島科力建材有限責(zé)任公司瀏覽：440

簡(jiǎn)要講述怎樣防治泵送混凝土的裂縫

泵送混凝土屬于大流態(tài)的混凝土，它與過去現(xiàn)場(chǎng)自拌的混凝土相比，具有坍落度大、砂率大、水泥用量多等顯著特點(diǎn)。引氣劑 PC-2引氣劑  筆者結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目泵送混凝土的施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，泵送混凝土施工出現(xiàn)的裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性。本文主要論述混凝土裂縫的形成原因及其防治措施。

一、泵送混凝土的特點(diǎn)

1.水泥用量較多，為**混凝土具有良好的可泵性，混凝土中的水泥用量多為350～550千克/立方米。

2.常添加摻合料，為改善混凝土的性能、節(jié)約水泥和降低造價(jià)，混凝土中時(shí)常摻加粉煤灰、礦渣、滑石粉等摻合料。

3.砂率偏高、砂用量多。為**混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，以便運(yùn)輸、泵送和澆筑，泵送混凝土的砂率一般要比普通流動(dòng)性混凝土大，約為38%～45%。

4.粗骨料較大粒徑為滿足泵送和抗壓強(qiáng)度要求，規(guī)范規(guī)定粗骨料較大粒徑與普通直徑比≤1/3。

5.水灰比宜為0.4～0.6。水灰比＜0.4時(shí)，混凝土的泵送阻力急劇增大；水灰比＞0.6時(shí)，混凝土則易泌水、分層、離析，也影響泵送。

6.泵送劑：多為*減少劑復(fù)合以緩凝劑、引氣劑等，對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性和硬化混凝土的性能有影響，因而對(duì)裂縫也有影響。

二、裂縫原因分析和防治措施

（一）溫度裂縫

1.產(chǎn)生的原因

水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，若按502焦/克的熱量釋放計(jì)算，如水泥按350～550千克/立方米來計(jì)算，則釋放的熱量每立方米為17500～27500千焦的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高。如果按照我國(guó)施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定混凝土澆筑溫度為28℃，則可使混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到65℃左右，如果沒有降溫措施，混凝土內(nèi)部溫度有時(shí)還會(huì)較高。水泥水化熱在1～3天可放出熱量的50%。由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的較高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3～5天，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度應(yīng)力。當(dāng)這種溫度應(yīng)力**過混凝土的內(nèi)外約束力（包括混凝土抗拉強(qiáng)度）時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。一般認(rèn)為，混凝土的內(nèi)外溫差**過25℃，較易產(chǎn)生溫度裂縫，這種裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5天，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土澆筑厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土分層越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。

對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。

2.防治措施

防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫較根本的措施就是合理進(jìn)行混凝土分層分塊，并在混凝土原材料及配合比選用、泵送混凝土澆筑工藝等方面控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。

（1）混凝土原材料和配合比的選用

水泥品種選擇和水泥用量控制：大體積混凝土施工宜選用中熱鹽水泥或低熱礦渣鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣鹽水泥。在滿足強(qiáng)度的條件下，盡可能減少水泥用量，控制在450克/立方米以下，經(jīng)研究和經(jīng)驗(yàn)表明，每立方米混凝土的水泥用量增減10千克，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低1℃。

（2）合理進(jìn)行混凝土分層分塊

混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)尺寸、倉(cāng)面大小及約束情況等合理進(jìn)行混凝土澆筑的倉(cāng)面劃分，**分層分塊滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，大體積混凝土分層分塊不宜過大，以避免產(chǎn)生溫度裂縫。

選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的粗細(xì)骨料：根據(jù)結(jié)構(gòu)較小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑，選擇合理的較大粒徑的粗骨料。**連續(xù)級(jí)配的粗骨料可使混凝土具有較好的可泵性，減少用水量、水泥用量，進(jìn)而減少水化熱。例如5～40毫米粒徑比5～25毫米粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6～8千克/立方米，降低水泥用量15千克/立方米，因而減少泌水、收縮和水化熱。細(xì)骨料采用級(jí)配良好的中砂為宜。實(shí)踐證明，采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2.3的中砂，可減少用水量20～25千克/立方米，可降低水泥用量28～35千克/立方米，因而降低了水泥水化熱，混凝土溫升和收縮。

添加摻合料：除了摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑，混凝土中摻入一定數(shù)量**的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且能起到潤(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，并且能夠補(bǔ)充泵送混凝土中粒徑在0.315毫米以下的細(xì)集料達(dá)到占15%的要求，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加粉煤灰之后，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，如混凝土在1～28天齡期內(nèi)，摻加20%粉煤灰的水泥混凝土，其溫升和水化熱約為未摻加粉煤灰的水泥混凝土的80%。可見，添加粉煤灰對(duì)降低混凝土的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。

（3）泵送混凝土施工工藝改進(jìn)

控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度：對(duì)于澆筑溫度的控制，規(guī)范中有明確規(guī)定，高溫季節(jié)施工時(shí)，混凝土較高澆筑溫度應(yīng)≤28℃。降低混凝土的出機(jī)溫度，較有效的方法是降低原材料溫度，根據(jù)測(cè)溫掌握溫度變化情況，采用冰水?dāng)嚢杌炷?，粗?xì)骨料遮陽防曬或?yàn)⒗渌禍氐却胧┙档突炷恋臐仓囟取３酥?，攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道保溫、冷卻也是必要的措施。

改進(jìn)工藝：振動(dòng)工藝，對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水而在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。養(yǎng)護(hù)工藝，為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差，確保混凝土質(zhì)量，減少裂縫，**切實(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)要做到使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28天。通過養(yǎng)護(hù)、保持了適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，降低混凝土表層的溫度差，防止表面裂縫。

（二）塑性收縮裂縫

1.產(chǎn)生的原因

采用泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)一種早期裂縫，即塑性收縮裂縫，造成混凝土塑性收縮裂縫的主要原因是混凝土在塑性狀態(tài)時(shí)混凝土表面失水過快造成的，常發(fā)生在混凝土板或表面積較大的墻面上，一般長(zhǎng)度大約0.2～2米，寬度為1～5毫米，從外觀分為無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀，深度一般3～10厘米，裂縫在混凝土澆筑后1～3小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。

2.防治措施

嚴(yán)格控制混凝土單位用水量及水灰比，在滿足泵送和澆筑要求時(shí)，盡可能減少坍落度；摻加適量、質(zhì)量良好的泵送劑和摻合料，可改善工作性，減少沉陷；混凝土攪拌時(shí)間要適當(dāng)，時(shí)間過短、過長(zhǎng)都會(huì)造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷；混凝土應(yīng)分層澆筑、振搗密實(shí)，振搗時(shí)間以10～15秒/次為宜，在混凝土澆筑1～1.5小時(shí)后，混凝土尚未凝結(jié)之前，對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，表面要壓實(shí)抹光；在澆筑混凝土前，對(duì)模板進(jìn)行預(yù)濕，混凝土澆筑成型后，采取措施，有利于降低混凝土表面的溫度，如覆蓋塑料薄膜等，防止因水分急劇蒸發(fā)而形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起的裂縫。

（三）干燥收縮裂縫

1.產(chǎn)生原因

當(dāng)混凝土因養(yǎng)護(hù)不夠，表面水分蒸發(fā)過快，混凝土表面收縮加快，受混凝土內(nèi)部的約束，將在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，便產(chǎn)生裂縫。水泥水化反應(yīng)，使混凝土內(nèi)部和表面形成很大的溫差，混凝土抗拉強(qiáng)度不足以抵抗因收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力時(shí)，便產(chǎn)生表面裂縫。

2.防治措施

水泥用量的控制，混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增大而增大，因泵送混凝土的水泥用量偏高，在滿足強(qiáng)度質(zhì)量的前提下，在有可能減少水泥用量時(shí)，還是盡可能降低水泥用量。

用水量控制，混凝土的干燥收縮受用水量的影響很大，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，當(dāng)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。即水灰比越大，干燥收縮越大。因此嚴(yán)格控制泵送混凝土的用水量是減少裂縫的根本措施。

砂率控制：混凝土的干燥收縮隨著砂率的增大而增大，但增加的數(shù)值不大。泵送混凝土宜加大砂率，使其控制在較佳砂率范圍內(nèi)，可通過理論計(jì)算和工程實(shí)踐確定。

摻合料控制：質(zhì)量良好，含有大量球形顆粒的一級(jí)粉煤灰，由于內(nèi)比表面積小、需水量少，能降低混凝土干燥收縮值。

養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法控制：混凝土澆筑面表面干燥過快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。如果混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫養(yǎng)護(hù)，對(duì)減少干燥收縮有一定作用。

三、結(jié)論

綜上所述，泵送混凝土，特別是在高強(qiáng)度、大流動(dòng)性條件下，由于水泥用量多、單位用水量大、砂率高和摻化學(xué)外加劑，使混凝土干燥收縮，產(chǎn)生裂縫的潛在危險(xiǎn)大，對(duì)此**引起足夠重視。為此要按施工要求選擇較低坍落度，在滿足流動(dòng)性和泵送性的條件下，使單位用水量降低，在滿足強(qiáng)度質(zhì)量條件下，盡可能降低水泥用量。同時(shí)應(yīng)選用對(duì)混凝土干燥收縮影響小的泵送劑，摻加適量膨脹劑，在施工中采用二次振搗，加強(qiáng)抹面和養(yǎng)護(hù)也是**的技術(shù)措施。


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