淺談泵送商品混凝土澆筑裂縫產生原因及控制

李　淼

中圖分類號:TU5文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710098-01

鋼筋混凝土的裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一,特別是最近20年來,泵送商品混凝土獲得廣泛應用之后,混凝土質性有了很大改善的同時,裂縫控制技術難度大大增加了。

一、泵送商品混凝土的基本特征

1.泵送商品混凝土的特點。泵送混凝土的原材料和配合比:粗骨料宜優先選用礫石。當水灰比相同時,礫石混凝土比碎石混凝土流動性好,與管道摩擦阻力小;為減小摩擦力,應限制粗骨料最大粒徑與輸送管內徑的比值:當粗骨料為碎石時,粗骨料最大粒徑不宜大于輸送管內徑的1/3;粗骨料為礫石時,粗骨料最大粒徑不宜大于輸送管內徑的1/2.5;細骨料顆粒級配對混凝土的流動性有很大影響,為提高混凝土的流動性和防止離析,泵送商品混凝土中通過135mm篩孔的砂應不小于15%,含砂率宜控制在40%～50%,塌落度宜為80～180mm;為了防止離析,泵送商品混凝土中最小水泥用量為300kg/m3,在泵送商品混凝土中宜滲入適量的添加劑。

2.早期裂縫的特點。早期裂縫是指其產生時間較早,一般在結構尚未受力或尚未承受結構荷載的3～5天內發生,屬于非荷載裂縫;占結構裂縫的80%以上,雖然早期裂縫并不一定影響結構的承載力,但它的存在卻嚴重的影響著建筑屋的使用,是引起糾紛的主要原因,特別是在房地產走向市場經濟的今天。

3.綜上所述:泵送商品混凝土在使用時與普通混凝土相比,存在著水泥用量大、水灰比大、骨料粒徑小、塌落度大等特點。這些特點也是引起裂縫現象大增的原因。

二、裂縫原因分析

(一)原材料及混凝土配合比不當引發混凝土裂縫

1.混凝土配合比不合適,商品混凝土攪拌站后臺計量準確度不夠,造成混凝土和易性差,尤其對于泵送混凝土來說,摻加外加劑種類多,計量不準確,混凝土的使用性能差,造成混凝土收縮裂縫。水灰比大或者水灰比選擇不當,也會造成混凝土的和易性差,導致混凝土離析,增加收縮值。

2.粗細骨料含泥量大,骨料顆粒級配不好或者級配間斷,很容易使混凝土收縮增大,導致裂縫。

3.砂子宜采用中砂,粒徑過細,等強混凝土的水泥用量就會增加,誘發混凝土裂縫產生。

(二)施工管理措施不到位以及澆筑后混凝土養護不當引起裂縫

1.現場混凝土澆筑振搗的施工操作不符合要求,振搗不當造成漏振,欠振致使混凝土的密實性不夠,造成裂縫。

2.澆筑混凝土時,大氣溫度高,風速較大都會造成新澆混凝土快速失水,形成干縮裂縫。

3.澆筑樓板混凝土后沒有按照操作程序施工,澆筑完混凝土應進行三次抹壓,防止收縮裂縫的產生。

4.混凝土澆筑過程中,工人不注意樓板的負筋和懸挑部位的鋼筋,經常踩踏造成鋼筋位置下移,致使樓板受負彎矩的部位鋼筋起不到應有的作用,導致樓板裂縫。

(三)干燥收縮裂縫

混凝土在塑性流動終止并進入硬化階段,干燥收縮一直進行,即使達到28天齡期也不能說已經終止,有的工程可以持續若干年甚至幾十年。所以說干燥收縮是水泥基于混凝土的固有特性,澆注時呈流動狀態的混合介質,硬化呈固體狀態,除了硬化生成硅酸鈣等固有物質,這是一個化學過程以外,還伴隨著一個蒸發失水干燥的物理過程,養護不好就容易出現干燥收縮裂縫。混凝土內的固體水泥漿體體積會隨含水量而改變,而骨料對水泥漿體體積的變化則起很大的約束作用,使混凝土的體積變化遠低于水泥漿體的體積變化。硬化水泥漿體內富含孔隙,理論上水灰比小于0.4并有理想的養護條件,可使孔隙率減至28%的最低值。而混凝土實際采用的水灰比都較大,而且不可能完全水化,所以一般混凝土的漿體孔隙率約有50%左右或更大。

混凝土收縮值一般為0.2%～0.4%,普通鋼筋混凝土0.2‰～0.5‰,收縮量隨時間增長而不斷加大,初期收縮快,而后日趨緩慢(收縮變形發展很快,大約兩周即可完成全部收縮量的1/4,一個月可完成1/2,三個月后增長變慢,一般2年后趨于穩定)。收縮裂縫的形成必須同時存在兩個條件:收縮變形和約束。最常見的是施工中養護不當引起的,如受到風吹日曬,表面水分散失過快,體積收縮大,而內部濕度變化很小,收縮也小,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,因此在構件表面產生較大的拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時,即產生干縮裂縫。此外,平臥薄構件水分蒸發過快,產生的體積收縮受到地基墊層或臺座的約束,也出現干燥裂縫。收縮裂縫除與養護有關外,還與振搗、混凝土原材料收縮量等有關。混凝土振搗過度,表面形成水泥含量較多的砂漿層,則收縮量過大,容易出現裂縫。采用含泥量較大的粉砂配制的混凝土,也會加大收縮,從而容易產生收縮裂縫。干燥收縮裂縫為表面性裂縫,其寬度較小,大多數為0.05mm～0.2mm之間,其走向縱橫交錯,沒有規律性。

三、控制混凝土裂縫的措施

1.原材料的質量控制:盡量避免采用早期強度高的水泥,水泥的品種最好選擇普通硅酸鹽水泥。拌制混凝土的粗細骨料應級配優良。水泥、砂石骨料要現場取樣送有資質的實驗室做試驗,合格后方可使用。

2.配合比應選擇合理,每立方混凝土的水泥用量、水灰比、砂率、混凝土的塌落度等控制混凝土質量的關鍵數據必須符合泵送混凝土的基本要求。合理選擇和采用混凝土外加劑和摻合料。

3.掌握混凝土補償收縮技術的應用,根據成熟的試驗,確定膨脹劑的最佳摻量。彌補混凝土收縮,控制混凝土裂縫的出現。

4.施工階段是控制混凝土裂縫的關鍵,樓板混凝土施工中應該注意以下幾點:

(1)樓板混凝土澆筑后必須進行三次抹壓。由于泵送混凝土塌落度大,工人第一次抹壓成型后容易泌水,等到混凝土表面泌水基本沒有,表面一層水泥漿時進行第二次抹壓,本次抹壓要用力抹壓,使混凝土表面密實平整,待混凝土終凝前進行第三次抹壓,閉合因混凝土失水出現的收縮裂縫。(2)樓板混凝土的振搗宜采用平板振搗器,施工中多選用插入式振搗器,這在樓板施工中是不科學的,插入式振搗器的振搗深度較大,振搗力量大,主要用于基礎、柱、梁的混凝土振搗,平板振搗器的振搗深度較淺,在無筋混凝土和只有底筋的混凝土的有效作用深度為20cm,在雙筋平板中的有效深度為12cm,普通樓板厚度一般在10-12cm,可見樓板混凝土的振搗宜采用平板振搗器。另外用插入式振搗樓板混凝土,由于振動力量大,很容易使振動棒附近的混凝土產生離析,漏振、過振,甚至觸及樓板鋼筋造成鋼筋位移,導致樓板混凝土裂縫。(3)混凝土施工中嚴禁現場任意加水,造成水灰比增大。(4)注意選擇混凝土的澆筑時間,尤其是夏季避免混凝土在上午開始澆筑,最好選擇下午3點之后澆筑,防止中午這段時間熾熱的高溫造成混凝土失水過快產生干縮裂縫。

5.混凝土的養護:樓板混凝土的養護對于防止裂縫十分重要。養護的目的是讓混凝土正常硬化和強度增長,不受外界的影響,使混凝土的溫度逐步接近大氣溫度,避免由于溫度梯度產生裂縫,也要保持混凝土的濕度。混凝土澆筑成型第三次抹壓后及時用塑料薄膜或濕麻袋覆蓋好,24小時后澆水養護,養護時間不少于一周。