淺析泵送混凝土溫度裂縫的成因和防治

趙文

摘 要：本文簡單地從原材料和配合比及工藝特點方面介紹了泵送混凝土的特點，然后探討了泵送混凝土溫度裂縫形成的原因，最后從原材料的選用，改進施工工藝，以及對已有裂縫進行處理等三個方面介紹了溫度裂縫的防治措施。

關鍵詞：泵送混凝土；溫度裂縫；成因；防治

一、概述

近年來，泵送混凝土已廣泛地應用到建筑領域，它對整個建筑業的發展起著關鍵的作用。泵送混凝土不僅能加快施工速度，減輕勞動強度，還能改善混凝土的施工性能，保證混凝土質量，對薄壁密筋結構可少振搗或不振搗施工。但一些工程也表明，泵送混凝土有時也會出現強度不足、凝結時間異常等現象，特別是裂縫普遍存在，在一定程度上影響結構的抗滲性和耐久性，應當引起足夠的重視。筆者將結合自己多年的施工經驗重點分析溫度裂縫產生原因，并提出相應的防治措施。

二、泵送混凝土的特點

1.原材料和配合比

（1）水泥用量多。強度等級在C20～C60的混凝土水泥用量范圍為350～550kg/m3。

（2）砂率偏高，砂用量多。為了方便運輸、泵送和澆筑，混凝土需要良好的流動性、保水性和粘聚性。因此，泵送混凝土的砂率要比普通混凝土增大6%以上，約為38%～45%。

（3）添加超細摻合料。為改善混凝土性能，節約水泥和降低造價，混凝土中常摻加沸石粉、粉煤灰、礦渣等摻合料。

（4）石子最大粒徑。為滿足泵送和抗壓強度要求，石子與管道直徑達到1∶2.5（卵石）、1∶3（碎石）～1：4、1∶5。

（5）泵送劑。多采用高效減水劑復合，如緩凝劑、引氣劑等，對混凝士拌合物流動性和硬化混凝土的性能有影響，因而對裂縫也有影響。

2.工藝特點

（1）混凝土拌制在攪拌站進行，所以通常原材料計量準確，攪拌均勻。

（2）多數攪拌站對細摻合料、粉狀膨脹劑和粉狀泵送劑的稱量采用容積法，使計量和分散存在問題，因而會影響混凝土的均勻性。

（3）如果混凝土拌合物過干、過稀，或是運輸和停留時間過長又未進行攪拌均勻就進入泵時，混凝土拌合物就會變得干稀不均。

（4）遇到大體積混凝土施工時，若采用的技術措施不當或不完善時，容易產生溫度裂縫。

（5）對于混凝土大面積板材，應在澆筑后做好防風、防曬等養護，否則容易產生干縮裂縫。

三、泵送混凝土溫度裂縫的成因

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。這是因為混凝土在澆筑硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱。實踐證明，水泥水化熱在1～3d可放出熱量的50%，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，這會導致內部溫度急劇上升，而通常混凝土表面散熱是比較快的，混凝土內外形成較大溫差，這種溫差會造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力，當這種溫度應力超過混凝土抗拉強度極限時，就會產生溫度裂縫。這種裂縫通常出現在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現的裂縫很細，裂縫會隨著時間的發展而繼續擴大，甚至貫穿整個混凝土斷面。溫度裂縫的走向通常沒有固定的規律，一般大面積結構往往會出現縱橫交錯的裂縫；而梁板類長度尺寸較大的結構，深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊平行或接近與平行，而且裂縫沿結構全長分段出現，中間裂縫會比較密，裂縫大小寬度不一，很明顯受到溫度變化的影響，冬季較寬，夏季較窄。當溫度裂縫的寬度超過了一定的限值就成了有害裂縫，它會嚴重影響結構物的耐久性和適用性，尤其是深層裂縫和貫穿裂縫會破壞結構的整體性，改變混凝土的受力條件，從而嚴重影響建筑物的質量和運行安全性。

四、溫度裂縫的防治措施

1.混凝土原材料的選用和配合比要合理

（1）水泥品種選擇和水泥用量控制。泵送混凝土所使用的水泥品種，應根據混凝土工程的特點和所處的環境條件進行選擇。由于引起溫度裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土產生內部和表面的溫差。選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，可以減少溫差，在摻加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。有關試驗研究表明，如果混凝土的水泥用量每立方米增減10kg，其水化熱將使混凝土溫度相應升高或降低1 ℃。盡量將水泥用量盡量控制在450kg/m3 以下，以減少水泥水化熱和降低內外溫差。

（2）摻加摻和料。粉煤灰產量大且質優價廉，是商品混凝土摻合料中的首選。國內外大量試驗研究和工程實踐表明，混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰后，能使混凝土密實度大大提高。粉煤灰不但能代替部分水泥，而且由于其顆粒呈球狀具有滾珠效應，可以起到潤滑作用，從而改善混凝土拌和物的流動性、保水性和粘聚性，從而改善混凝土的可泵性。最主要的是摻加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化熱，防止大體積混凝土因水化熱過高而引起的開裂。

（3）摻加外加劑。為了改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性和保水性，可以摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑。由于其減水作用和分散作用，在提高強度和降低用水量的同時，還可以降低水化熱，降低混凝土內外溫差，因而減少溫度裂縫。

2.改進施工工藝

（1）攪拌工藝。采用二次投料法，即預拌水泥砂漿或預拌水泥凈漿法，這樣能有效地防止水分聚集在混凝土界面上，使硬化后界面層結構致密，粘結力增大。從而可以提高混凝土強度約15%，節約水泥10%，并進一步減少水化熱和裂縫。

（2）澆注工藝。澆注過程中，對混凝土澆注分別采取分塊、分層澆注，并嚴格控制混凝土坍落度等。遇到大體積混凝土，應在其內部適當預留一些孔道，以便通冷水或冷氣來降低混凝土內部的溫度，減少溫度裂縫的發生。

（3）搗實工藝。已經澆筑的混凝土一定要振搗均勻。在混凝土快要凝結前進行二次振動，可排除混凝土因泌水在其內部形成的空隙，從而提高抗拉強度和粘結力，并減少內部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

（4）養護工藝。混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。為了嚴格控制大體積混凝土的內外溫差，確保混凝土質量，減少裂縫，養護工作必須切實做好。

3.對已有裂縫的處理措施

混凝土一旦出現裂縫，不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性。因此對裂縫一定要及時處理，以保證建筑物的安全使用。混凝土裂縫的修補措施主要有表面修補法，嵌縫法和結構加固法。

（1）表面修補法。此法主要適用于穩定和結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深迸裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫表面涂抹水泥砂漿、瀝青或貼還養玻璃纖維布等防腐材料。

（2）嵌縫法。這是裂縫封堵中最常用的一種方法，首先沿裂縫鑿一條槽，再在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠等等，聚合物水泥砂漿是最常用的剛性止水材料。

（3）結構加固法。如果裂縫嚴重影響到混凝土結構的性能時，就有必要采用加固法對混凝土結構進行處理。常用的方法主要有以下幾種：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼，采用預應力法加固，增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

五、結束語

溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現象，泵送混凝土施工同樣如此。因此，我們在施工中應充分認識到裂縫對建筑物的危害，并在施工中不斷探索新工藝和新方法，來降低裂縫出現的概率，并采取合理的方法及時來對已有裂縫進行處理，不斷提高混凝土的澆注質量，滿足建筑結構安全、穩定、耐久等要求。

參考文獻

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（作者身份證號碼：460007198604195037）