施工中的泵送混凝土的应用

【摘 要】泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表面，泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，值得引起足够的重视，本文重点分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。

【关键词】泵送；混凝土；施工裂缝

一、泵送混凝土的特点

（一）原材料和配合比

1、水泥用量较多。强度等级C20~C60范围为350~550kg/m3。

2、超细掺合料时有添加为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中掺加粉煤灰、矿渣、沸石粉等掺合料。

3、砂率偏高、砂用量多。为保证混凝土的流动性和保水性，以便于运输、泵送和浇筑，泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土的砂率增大6%以上，约为38%~45%。

4、石子最大粒径。为满足泵送和抗压强度要求，与管道直径比1:2.5（卵石）、1:3（碎石）~1:4、1:5。

5、水灰比宜为0.4~0.6。水灰比小于0.4时，混凝土的泵送阻力急剧增大；大于0.6时，混凝土易泌水、分层、离析，也影响泵送。

6、泵送剂。多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等，对混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。

（二）工艺

1、混凝土拌制在搅拌站（等）进行，原材料计量准确，搅拌均匀，但也偶有失控情况。

2、多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仑，采用人工或容积法，使计量与分散存在问题，影响混凝土的均匀性。

3、当混凝土拌合物过干、过稀，运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时，混凝土拌合物干稀不均。

4、每个运输车中混凝土的坍落度相差过大，加入泵车内输送时，会使浇筑的混凝土均匀性变坏。

5、混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度，特别是面积系数很大的板材，采用振捣棒密实不均匀。

6、大体积混凝土施工，当技术措施不当或不完善时，易产生干缩裂缝。

7、混凝土大面积板材，在浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。

8、混凝土拌合物过干、人工、无称量的加入高效减水剂或水时，混凝土质量不易保证。

二、有关裂缝的一些概念

（一）混凝土内部结构决定其产生裂缝

混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均匀性堆聚结构。惠特尼混合料在不同温湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间相互粘结而约束，由于变形产生微裂缝。

（二）混凝土裂缝的种类

1、按裂缝产生原因分类

1.1由外荷载（静、动荷载）直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。

1.2由变形变化引起的裂缝：包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构要求变形，当受到约束和限制时产生内应力，应力超过一定数值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛。这种裂缝宽度大、内应力小，对荷载的影响小，但对耐久性损害大。

据国内外调查资料表明，工程结构产生变形变化（温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降）引起的裂缝约占80%；属于荷载引起的裂缝约占20%。

2、按裂缝所处状态分

裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。

对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝，应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。例如有些防水结构，在0.1Mpa水压下，出现0.1~0.2mm裂缝时，可能开始时有轻微渗漏，但经过一段时间后，裂缝处水化的水泥析出Ca（OH）2，逐渐弥合了裂缝，并与大气中CO2作用，形成CaCO3结晶，封闭和自愈合裂缝，防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的，不会影响工程结构的使用和耐久性。

3、按裂缝形状分

裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、连续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。

（三）裂缝宽度

1、平均裂缝宽度

在整条裂缝上，其宽度不是均匀的，有的位置宽，有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%~15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%~15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均值即最大与最小平均裂缝的平均值。

2、最大裂缝宽度

2.1无侵蚀介质、无抗渗要求，结构处于正常状态下，最大裂缝宽度不得大于0.3mm。

2.2有轻微侵蚀、无抗渗要求时，最大裂缝宽度不得大于0.2mm。

2.3有最重侵蚀和抗渗要求时，不得大于0.1mm。

2.4混凝土有自防水要求时，不得大于0.1mm。

综上所述，泵送商品混凝土，特别是在高强度、大流动性条件下，由于水泥用量多，单位用水量大，砂率高和抗渗化学外加剂，使混凝土干燥收缩，产生裂缝的潜在危险大，对此必须引起足够重视。为此要按施工要求选择较低的坍落度，在满足流动性和泵送性的条件下，使单位用水量降低到170kg/m3以下，在满足强度条件下，尽可能降低水泥量。同时选用对混凝土干燥收缩影响小的泵送剂。必要时掺加适量膨胀剂。在施工中采用二次振捣，加强抹面和湿养护也是必不可少的技术措施。

（四）裂缝预防及处理方法

1.干缩裂缝的预防方法

选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比,同时掺加合适的减水剂。严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。

2.塑性收缩裂缝的预防方法

选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。严格控制水灰比,掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。

3.沉陷裂缝的预防方法

对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。

4.温度裂缝的预防方法

主要预防措施:尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。减少水泥用量将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度。

5.化学反应引起的裂缝预防

由于混凝土浇筑、振捣不良或者钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇筑要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。