泵送混凝土裂缝产生的原因及解决的措施

摘要：文章结合国家有关技术标准，从泵送混凝土的特点和裂缝的基本概念入手，通过 分析泵送混凝土裂缝的种类和产生的原因，提出了泵送混凝土裂缝的控制措施。

关键词：泵送混凝土；裂缝；拌合物

1 前言

裂缝是混凝土最常见的质量通病。目前，工业与民用建筑的大体积混凝土越来越多，混凝土在施工和使用过程中出现不同程度和形式的裂缝是相当普遍的问题，而泵送混凝土浇筑大体积结构混凝土更是容易出现裂缝。显而易见，大体积混凝土施工的关键是防止混凝土开裂。如何采取有效措施防治泵送混凝土裂缝的问题，笔者从裂缝产生的原因及防治措施谈点个人的体会。

2 混凝土裂缝的成因和控制措施

商品混凝土和泵送混凝土都很容易出现早期塑性裂缝的现象。混凝土塑性裂缝产生的原因比较复杂，常见裂缝可采取以下措施进行预防和处理。

2.1 塑性（沉陷）收缩裂缝

（1）裂缝原因及裂缝特征。在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中，特别是板、墙等表面系数大的结构中，经常出现断续的水平裂缝，裂缝中部较宽、两端较窄，呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处及结构变截面等部位。 裂缝产生的原因主要是混凝土流动性不足以及振捣不均匀，在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够，当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制所致。裂缝在混凝土浇筑后1～3h出现，裂缝的深度通常达到钢筋上表面。

（2） 防治措施

①混凝土的坍落度宜采用8~18cm。施工混凝土的坍落度是不允许大于配合比设计给定的坍落度的。

②应选用干燥收缩小的泵送剂或减水剂。

③混凝土浇筑时，下料不宜太快，搅拌时间要适当：

④混凝土应振捣密实，时间以1015s/次为宜；在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣；在混凝土浇筑11.5h后，混凝土尚未凝结之前，对混凝土进行两次振捣，表面要压实；

⑤保水性好、泌水小的普通硅酸盐水泥均可用于泵送混凝土。

2.2 干缩裂缝

裂缝原因及裂缝特征。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石干燥收缩造成的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里，逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，裂缝多数持续时间较长，而且裂缝发生在表层很浅的部位，裂缝细微，有时呈平行线状或网状。但是由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

防治措施

①合理选择水泥品种。水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大，不同品种水泥混凝土的干燥收缩程度不同，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，在可能的情况下，尽可能降低水泥用量。②用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比、为直线关系；当水泥用量较高的条件下，混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说，水灰比越大，干燥收缩越大。③砂率。混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大，但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率，但应在最佳砂率范围内。④掺合料。矿渣、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料，掺加到混凝土中，一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰，由于内比表面积小、需水量少，故能降低混凝土干燥收缩值。⑤化学外加剂的选用。掺加减水剂、泵送剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干燥收缩，但是对于某些减水剂、泵送剂，尤其是具有引气作用时，有增大混凝土干燥收缩的趋势。因此在选用外加剂时，必须选用干燥收缩小的减水剂或泵送剂。⑥混凝土的养护。混凝土浇筑面受到风吹日晒，表面干燥过快，产生较大的收缩，受到内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温养护，对减少干燥收缩有一定作用。

2.3 温度裂缝

（1）裂缝原因及裂缝特征。水泥水化是一个放热的化学反应过程，其间产生一定的水化热。混凝土是热的不良导体，特别是大体积混凝土，产生的大量水化热不容易散发，内部温度不断上升，而混凝土表面散热快，使混凝土内外截面产生温度梯度，特别是昼夜温差大时，内外温度差别更大，内部混凝土热胀变形产生压力，外部混凝土冷缩变形产生拉力，由于此时混凝土拉抗强度较低，当混凝土内部拉应力超过其抗拉强度时，混凝土便产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3～5d，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。

防治措施

①混凝土厚度。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。②水泥品种。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。减少温差的措施是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。③水泥用量。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，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每m混凝土的水泥用量减少40～70kg左右，则混凝土温度相应降低4～7℃。④混凝土温度。应当严格控制混凝土的出机温度和浇筑温度。对于出机温度和浇筑温度的控制，《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）中明确规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度，不宜超过35℃。⑤掺加掺合料。大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，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。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后，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。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

3 实际施工过程中处理措施

3.1 对在实际施工过程中由于施工单位所采用的措施不够得当，以至混凝土早期失水或不均匀失水造成的塑性裂缝，若加以重视是可以避免的。混凝土塑性裂缝一般可分为塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝。防止塑性沉降裂缝比较可行的措施是及时对混凝土特别是对容易产生塑性沉降裂缝的部位进行二次复振。防止塑性收缩裂缝比较可行的措施是对浇筑后的混凝土及时养护，防止混凝土水分挥发速度过快而产生裂缝。若混凝土已经到了硬化状态，且已十分干燥，可考虑采用环氧树脂水泥砂浆或聚合物水泥砂浆灌缝。而对于那些对强度要求不高的混凝土构件，还可以采用柔性材料如各种 防水密封胶等进行密封，以防止渗水和钢筋锈蚀。

3.2 原材料提前几天进站，砂、石进场后堆放到遮阳棚内，石子还需浇水降温，水泥则提前一周进站入罐冷却。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材料温度，尤其是石子的温度。

3.3 严格控制泵送浇筑流程，建议施工方合理安排施工工序，分层分块浇筑，以利于散热，减少约束。每30cm泵一层振捣致实，对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次泵送振捣，可排除混凝土的泌水，提高黏结力和抗拉强度，并减少混凝土内部裂缝和气孔，提高抗裂性

3.4 注重浇筑完毕后的养护，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，降低混凝土的表层的温差，防止表面裂缝。

4 结束语

综上所述，要有效地提高泵送混凝土构件的抗裂性能，在施工中应优化混凝土配合比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥及严格控制砂、石子的含热量，加强对混凝土浇筑和养护的管理，加强振捣，提高混凝土的密实性和抗拉强度。设计中应重视构造钢筋的作用，对泵送混凝土梁应加强梁的腰筋，从构造措施上约束和限制混凝土的收缩。 切实从每一个环节入手，做好过程控制，完善施工手段，确保施工质量。

参考文献

[1]《混凝土质量控制标准》 （GB50164-92）.