如何控制泵送混凝土裂縫

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摘要：文章結(jié)合國家有關(guān)技術(shù)標準，從泵送混凝土的特點和裂縫的基本概念入手，通過 分析 泵送混凝土裂縫的種類和產(chǎn)生的原因，提出了泵送混凝土裂縫的控制措施。 

  關(guān)鍵詞：泵送混凝土；水泥；干縮裂縫；裂縫防治    1.前言    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。    但在工程的實際 應用 中發(fā)現(xiàn)，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?，F(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。    2.混凝土裂縫的成因和控制措施    2.1溫度裂縫    2.1.1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m3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潦菬岬牟涣紝w，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。    2.1.2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猎胶?，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(shè)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(shè)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(chǔ)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(chǔ)施加設(shè)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m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(shè)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。    2.2干縮裂縫    2.2.1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(chǔ)、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。    2.2.2干縮裂縫的控制措施    干縮裂縫的防止措施主要包括以下幾點：    （1）合理選擇水泥品種。一般來說，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大，不同水泥混凝土的干燥收縮按其大小順序排列為：礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。所以，從減少收縮的角度出發(fā)，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。    （2）控制水泥用量。混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增加而增大，但是增加量不顯著。在有可能減少水泥用量時，還是盡可能降低水泥用量，因為泵送混凝土的水泥用量偏高，C20～C60混凝土的水泥用量一般約為250～500kg/m3.    （3）用水量的把握。混凝土的干燥收縮受用水量的 影響 最大，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、為直線關(guān)系；當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。綜合水泥用量和用水量來說，水灰比越大，干燥收縮越大。    （4）最佳砂率的確定。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，但不是籠統(tǒng)的和無限的，也應在最佳砂率范圍內(nèi)，可以通過 理論  計算 和工程實踐確定。    （5）化學外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)不會增大干燥收縮，但是對于某些減水劑、泵送劑，尤其是具有引氣作用時，有增大混凝土干燥收縮的趨勢。因此在選用外加劑時，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。    （6）正確選擇養(yǎng)護時間和 方法 ?；炷翝仓媸艿斤L吹日曬，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)生拉應力而開裂。如果混凝土終凝之前進行早期保溫保濕養(yǎng)護，對減少干燥收縮有一定作用。    3.結(jié)束語    泵送混凝土梁出現(xiàn)的裂縫常常是非荷載因素造成的，由于混凝土的收縮而造成裂縫形成是其中最主要的一個原因。要有效地提高混凝土構(gòu)件的抗裂性能，在施工中應優(yōu)化混凝土配合比，加強對原材料質(zhì)量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴格控制砂、石子的含熱量，加強對混凝土澆筑和養(yǎng)護的管理，加強振搗，提高混凝土的密實性和抗拉強度。設(shè)計中應重視構(gòu)造鋼筋的作用，對泵送混凝土梁應加強梁的腰筋，從構(gòu)造措施上約束和限制混凝土的收縮。     參考  文獻 ：    [1]GB50204—2002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].    [2]GB50010—2002.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京： 中國 建筑 工業(yè) 出版社，2002.    [3]王鐵夢。工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.