泵送商品混凝土裂缝产生原因分析和防裂措施

摘 要：现在大部份工程采用泵送混凝土施工，但在施工实践中发现泵送混凝土普遍有裂缝的存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应该引起足够的重视，并找出防止裂缝的措施。

关键词：泵送混凝土；裂缝；措施

中图分类号：TV431+.9 文献标识码：A

现在大部份工程采用泵送混凝土施工，但在施工实践中发现泵送混凝土普遍有裂缝的存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应该引起足够的重视，本文试着分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。混凝土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。

1　裂缝的划分

1.1　按裂缝产生原因可分为

（１）由外荷载直接应力引起的裂缝和次力引起的裂缝。（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。

1.2　按裂缝所处状态可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。

1.3　按裂缝形状分

裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、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。

2　变形裂缝产生的原因和特征

2.1　温度裂缝

2.1.1　产生的原因和特征

水泥水化过程中产生大量的热量，从而使混凝土内部温度升高，在浇筑温度的基础上，通常升高35℃左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃则可使混凝土内部温度达到65℃左右。但是，如果没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部温度高达80%-90℃的情况也时有发生，由于热量的传递、积存，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3-5天，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比，温度越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。这种裂缝出现在混凝土浇筑后的3-5天，初期裂缝很小，随着时间不断扩大，甚至达到贯穿的情况。

2.1.2　影响因素和防治措施

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。特别是大体积混凝土最容易产生温度裂缝。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

减少温差的措施有：

a．选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。根据大量试验研究和工程实践表明，每m3混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。国内外许多专家均提出建议，充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。如果强度允许，可采用掺加粉煤灰来调整。

经大量工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部份水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。同时，依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，混凝土的后期强度得到改善。但是应当值得注意的是，掺加粉煤灰混凝土的早期强度略有降低。因此，对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在10%-15%以内。另外掺加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。也可掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂，改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以降低水化热，推迟放热峰出现的时间，因而减少温度裂缝。

b.选用质量优良的粗细集料。碎石或卵石应选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。较大粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量、降低水泥用量，因而减少泌水、收缩和水化热。要优先选用天然连续级配的粗集料、提高混凝土的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。砂宜采用级配良好的中砂。实践证明，适宜的砂率可减少用水量，降低水泥用量，从而降低了水泥水化热、混凝土温或和收缩。

c.改进泵送混凝土施工工艺。为了降低混凝土的总温升，减少大体积工程结构的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度，混凝土中石子比热较小，但每立方米混凝土中石子所占重量最大，所以有效的办法是降低石子温度。在气温较高时，为了防止太阳直接照射，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料。国外也有的搅拌混凝土时加冰块冷却。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。改进搅拌工艺，采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡结构致密、粘结力增大，从面提高混凝土强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。为了严格控制大体积混凝土的内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。由于散热时间延长，混凝土强度和松驰作用得到充分发挥，使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止了贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土，仍然处于凝结、硬化过程，水泥水化速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时在潮湿条件下，可使水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度。