淺談混凝土裂縫的成因和控制措施

　　論文關(guān)鍵詞：泵送 混凝土 裂縫 防治

　　論文摘要：泵送混凝土因本身的工藝特點及施工工藝等因素造成裂縫普遍存在現(xiàn)象，在很大程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和耐久性能，應該引起足夠重視。現(xiàn)根據(jù)工程應用實踐及國家現(xiàn)行施工規(guī)范要求，對泵送混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及預防措施進行分析。

　　0 引言

　　泵送混凝土指用混凝土泵沿管道輸送和澆筑混凝土拌合物。是隨著現(xiàn)代施工技術(shù)進步而發(fā)展起來的，我國泵送混凝土施工技術(shù)始于1979年上海寶山鋼鐵廠工程，它的廣泛使用加快了施工進度，提高了工效，占用場地小，也減少了對環(huán)境的污染。集中攪拌混凝土不僅能改善混凝土的施工性能、施工質(zhì)量和提高文明施工程度，而且也能減少收縮、防止開裂、提高抗?jié)B性、改善耐久性。

　　1 溫度裂縫的成因及控制

　　1.1 溫度裂縫產(chǎn)生的原因 水泥水化是一個放熱的化學反應過程，其間產(chǎn)生一定的水化熱。每克水泥放出502J的熱量，如果以水泥用量300～550kg/m3來計算，每1m3混凝土將放出15500～27500KJ的熱量，且大部分水泥水化熱在3d內(nèi)釋放出來�；炷�土是熱的不良導體，特別是大體積混凝土，產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表面散熱快，使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度，特別是晝夜溫差大時，內(nèi)外溫度差別更大，內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力，由于此時混凝土拉抗強度較低，當混凝土內(nèi)部拉應力超過其抗拉強度時，混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現(xiàn)的裂縫很細，隨著時間的發(fā)展而繼續(xù)擴大，甚至達到貫穿的情況。

　　1.2 溫度裂縫的控制措施 混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、水泥用量有關(guān)�；炷�土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。對于大體積混凝土，其形成的溫度應力與其結(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，溫度應力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。此外，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。因此，為更好的控制水化熱所造成的溫度升高、減少溫度應力，可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)實際承受荷載的情況，對工程結(jié)構(gòu)的強度和剛度進行復核與驗算，并取得設計單位的同意后，可用56d或90d抗壓強度代替28d抗壓強度作為設計強度。由于過去土木建筑物層數(shù)不多、跨度不大，且多為現(xiàn)場攪拌，施工工期短，混凝土標準試驗齡期定為28d，但對于具有大體積鋼筋混凝土基礎的高層建筑，大多數(shù)的施工期限很長，少則1～2年，多則4～5年，28d不可能向混凝土結(jié)構(gòu)，特別是向大體積鋼筋混凝土基礎施加設計荷載，因此將試驗混凝土標準強度的齡期推遲到56d或90d天是合理的，正是基于這點，國內(nèi)外許多專家均提出這樣建議。如果充分利用混凝土的后期強度，則可使每1m3混凝土的水泥用量減少40～70kg左右，則混凝土溫度相應降低4～7℃。另一方面，應當嚴格控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度。對于出機溫度和澆筑溫度的控制，《混凝土質(zhì)量控制標準》(GB50164—92)中明確規(guī)定：高溫季節(jié)施工時，混凝土最高澆筑溫度，不宜超過35℃.為了降低混凝土的出機溫度和澆筑溫度，可以采取下面的辦法：①降低原料溫度，每1m3混凝土中集料所占重量最大，所以最有效的辦法是降低集料溫度。在氣溫較高時，為了防止太陽直接照射，可以在砂石堆場搭設簡易遮陽棚，必要時可向集料噴淋霧狀水，或者在使用前用冷水沖洗集料;②在攪拌混凝土時加冰塊冷卻;③生產(chǎn)砼時避開當天高溫時段;④對攪拌運輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。

　　2 干縮裂縫的成因及控制

　　2.1 干縮裂縫產(chǎn)生的原因 混凝土澆注后仍處于塑料性狀態(tài)時，由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn)。形狀不規(guī)則。長短不一，呈龜裂狀深度一般不超過50mm，但薄板結(jié)構(gòu)如果混凝土中摻加有含泥量大的粉砂則可能穿透。此類裂縫的主要原因，是混凝土澆注后3～4小時左右其表面沒有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風干燥天氣條件下，混凝土表面水分蒸發(fā)過快，或者是被基礎、模板吸水過快，以及混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，而此時混凝土強度幾乎為零，不能抵抗這種變形力而導致開裂，從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快，干縮裂縫越易產(chǎn)生。而預拌混凝土公司為了滿足施工現(xiàn)場的可泵性、流動性，其出機混凝土坍落度和砂率較大，加之夏季高溫中為降低坍落度損失，以及大體積混凝土中均摻緩凝劑，早期強度較低，所以水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。

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