泵送溷凝土施工裂縫的成因分析及防治措施

1、泵送混凝土施工裂縫的成因分析及防治措施摘要：泵送混凝土不僅應(yīng)能改善混凝土的施工性能，對薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振搗施工，而且應(yīng)能減少收縮、防止裂縫、提高抗?jié)B性、改善耐久性。但是某些工程 表明，泵送混凝土強度不足、凝結(jié)異常時有發(fā)生，特別是裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，值得引起足夠的重視，本文重點分析其產(chǎn)生原 因，并提出防止裂縫的措施。關(guān)鍵詞：裂縫 事故處理 防治一、泵送混凝土的意義1.1泵送混凝土的定義 泵送混凝土：可用混凝土泵通過管道輸送拌和物的混凝土。1.2泵送混凝土裂縫的類型、特點及其危害性混凝土裂縫的類型、特點（1）由變形變化引起的裂縫這類裂縫包括結(jié)構(gòu)因溫度、濕度變化

2、、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫。其特征是結(jié)構(gòu)要求變形，當(dāng)受到約束和限制時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)力超過一定數(shù)值后產(chǎn)生裂縫，裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足，內(nèi)應(yīng)力松弛。這種裂縫寬度大、內(nèi)應(yīng)力小，對荷載的影響小，但對耐久性損害大。（2）由外荷載(靜、動荷載)直接應(yīng)力引起的裂縫和次應(yīng)力引起的裂縫，這類裂縫屬于外因引起。據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料表明，工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生屬于變形變化(溫濕度、收縮與膨脹、不均勻沉降)引起的裂縫約占80%；屬于荷載引起的裂縫約占20%。泵送混凝土裂縫的危害性混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重病害。貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，從而有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影

3、響建 筑物的質(zhì)量和運行安全性?；炷猎缙诒砻媪芽p在以后氣溫驟降形成的溫度應(yīng)力和外力作用下，表現(xiàn)裂縫可發(fā)展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。1.3研究泵送混凝土施工裂縫的成因及防治措施的意義隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，高層建筑的不斷增多，特別是在商品混凝土的普及和推廣應(yīng)用后，泵送混凝土技術(shù)在工程施工中越來越多地被采用。泵送混凝土具有輸 送混凝土能力大、速度快、縮短工期、降低費用及能連續(xù)作業(yè)的特點，尤其對于高層建筑和大體積基礎(chǔ)混凝土的施工，更能顯示出它的優(yōu)越性。但是，泵送混凝土在工程的實際運用中，常有出現(xiàn)泵送混凝土強度不足，凝結(jié)異常以及出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，在一定程度上影響了工程的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視

4、。因此本文的研究重點就是泵送混凝土裂縫的成因分析及防治措施。二、泵送混凝土裂縫的成因分析2.1泵送混凝土的現(xiàn)狀混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂縫較為普遍，在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們在南同蒲電氣化改造工程中DK594+147.69 17-16m預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的施工中采取各種措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。究其原因，我們對混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是其中之一。在大體積混凝土中，溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其 次，在運轉(zhuǎn)過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的

5、不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措 施做一探討。2.2泵送混凝土裂縫的種類及其成因分析收縮裂縫采用泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)一種早期裂縫，即塑性收縮裂縫，造成混凝土塑性收縮裂縫的主要原因是混凝土在塑性狀態(tài)時混凝土表面失 水過快造成的，常發(fā)生在混凝土板或表面積較大的墻面上。另一方面，當(dāng)混凝土在凝結(jié)之前，因混凝土養(yǎng)護不夠，表面水分蒸發(fā)過快，混凝土表面收縮加快，受混凝 土內(nèi)部的約束，將在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，便產(chǎn)生裂縫。水泥水化反應(yīng)，使混凝土內(nèi)部和表面形成很大的溫差，混凝土抗拉強度不足以抵抗因收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力時，引起 混凝土表面

6、發(fā)生方向不定的開裂，產(chǎn)生干燥收縮裂縫。一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)。沉降裂縫鋼筋混凝土的上表面箍筋或分布筋處，混凝土保護層偏小，箍筋及分布筋處混凝土厚度小，且受鋼筋的阻礙，沉降量小，而箍筋旁邊的混凝土厚度大，沉降量大，由此造成箍筋及分布筋所在位置與其兩側(cè)的混凝土沉降不均勻，產(chǎn)生沉降裂縫。溫度裂縫水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，使混凝土內(nèi)部溫度升高。如果按照我國施工驗收規(guī)范規(guī)定混凝土澆筑溫度為28，則可使混凝土內(nèi)部溫度達到65左右，如 果沒有采用緩凝和降低水泥水化熱的措施，混凝土內(nèi)部溫度有時還會更高。水泥水化熱在13天可放出熱量的50%。由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的最高 溫度大約發(fā)生在澆筑后的

7、35天，因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，形成溫度梯度，造成溫度應(yīng)力。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的內(nèi)外約束力(包括混凝土 抗拉強度)時，就會產(chǎn)生裂縫。一般認為，混凝土的內(nèi)外溫差超過25，極易產(chǎn)生溫度裂縫，這種裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的35天，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?；炷羶?nèi)部的溫度與混凝土澆筑厚度及水泥品種、用量有關(guān)?；炷练謱釉胶?，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(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。對于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)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(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大

8、，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。三、泵送混凝土裂縫的防止措施針對泵送混凝土裂縫的成因，我們可以制定相應(yīng)的措施來防止或者盡量減少裂縫的發(fā)生，從而避免不必要的物力、財力上的損失，進而提高工程的進度及質(zhì)量。3.1溫度裂縫防治措施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?；炷猎牧虾团浜媳鹊倪x用水泥品種選擇和水泥用量控制：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。在滿足強度的 條件下，盡可能減少水泥用量，控制在450克/立方米以下，經(jīng)研究和工程實踐表明，每立方米混凝土的水泥用量增減10千克，其水化

9、熱將使混凝土的溫度相應(yīng) 升高或降低1。選擇質(zhì)量優(yōu)良的粗細骨料：根據(jù)結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑，選擇合理的最大粒徑的粗骨料。天然連續(xù)級配的粗骨料可使混凝土具有較好的可泵性，減少用水 量、水泥用量，進而減少水化熱。例如540毫米粒徑比525毫米粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量68千克/立方米，降低水泥用量15千克/立方 米，因而減少泌水、收縮和水化熱。細骨料采用級配良好的中砂為宜。實踐證明，采用細度模數(shù)2.8的中砂比采用細度模數(shù)2.3的中砂，可減少用水量 2025千克/立方米，可降低水泥用量2835千克/立方米，因而降低了水泥水化熱，混凝土溫升和收縮。添加摻合料：除了摻加具有減水、增塑、緩凝

10、、引氣的泵送劑，混凝土中摻入一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且能起到潤滑作用，可改善混凝土 拌合物的流動性、粘聚性和保水性，并且能夠補充泵送混凝土中粒徑在0.315毫米以下的細集料達到占15%的要求，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻 加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高，如混凝土在128天齡期內(nèi)，摻加20%粉煤灰的水泥混凝土，其溫升和水化熱約為 未摻加粉煤灰的水泥混凝土的80%?？梢?，添加粉煤灰對降低混凝土的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。泵送混凝土施工工藝改進控制混凝土出機溫度和澆筑溫度：對于澆筑溫度的控制，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范中有明確

11、規(guī)定，高溫季節(jié)施工時，混凝土最高澆筑溫度不得超過 28。降低混凝土的出機溫度，最有效的方法是降低原材料溫度，粗細骨料遮陽防曬或灑冷水降溫等措施降低混凝土的澆筑溫度。除此之外，攪拌運輸車罐體、泵 送管道保溫、冷卻也是必要的措施。改進工藝：攪拌工藝采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝可，以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘 結(jié)力增大，從而提高混凝土強度10%或節(jié)約水泥5%，并進一步減少水化熱和裂縫。振動工藝，對已澆筑的混凝土，在終凝前進行二次振動，可排除混凝土因泌水 而在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂

12、性。養(yǎng)護工藝，為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差，確 ?；炷临|(zhì)量，減少裂縫，必須切實做好養(yǎng)護工作，養(yǎng)護要做到使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤，養(yǎng)護時間為28天。通過養(yǎng)護、保持了適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，降低混 凝土表層的溫度差，防止表面裂縫。3.2收縮裂縫及沉降裂縫的防治這兩種裂縫的消除，可以采取以下施工方法予以克服：正確的振搗方法：泵送混凝土的振搗方法，除了按普通混凝土的操作方法震動棒的移動間距宜為400mm左右，振搗時間宜為15-30s進行外，尚需要在間隔20-30min后，進行第二次復(fù)振，其目的是提高混凝土密度，盡可能的消除結(jié)構(gòu)構(gòu)件四周水泡和縮水裂縫。二次抹壓的施工技術(shù)：采用二次抹壓技術(shù)可消除混凝

13、土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫，增加混凝土內(nèi)部的密實度。但是，二次抹壓時間必須掌握恰當(dāng)，過早抹壓沒有效果；過晚抹 壓混凝土已進入初凝狀態(tài)，失去塑性，消除不了混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫?；炷翝沧⒄駬v后，用鐵滾筒碾壓2-3遍，在混凝土初凝后（用手指按壓而無手?。┘?終凝前（混凝土吸水時，腳踩有痕而無坑）分兩次用木抹搓毛抹壓，第一遍時普遍搓毛抹壓，第二遍時應(yīng)重點對出現(xiàn)裂縫的部位進行拍打，使其二次液化，彌合裂 縫，由此達到消除收縮裂縫及沉降裂縫的目的。3.3干縮裂縫的防治要在混凝土澆筑完畢后及時覆蓋塑料薄膜或濕草袋，對混凝土進行保濕養(yǎng)護。接縫處搭接蓋嚴(yán)，避免混凝土水份蒸發(fā)，保持混凝土表面處在濕潤狀

14、態(tài)下養(yǎng)護。在氣溫高、濕度低、或風(fēng)速大的天氣條件下，混凝土表面搓毛后，及時進行灑水養(yǎng)護并用塑料薄膜覆蓋，使混凝土表面保持濕潤。即使在氣溫、濕度正 常、無風(fēng)的情況下，也應(yīng)在混凝土終凝時，盡早進行灑水養(yǎng)護及覆蓋工作。面積大的水平結(jié)構(gòu)，抹完一片，養(yǎng)護一片，覆蓋一片。養(yǎng)護的時間不得少于14天。為防 止墻、柱、梁等的側(cè)模板過早拆卸，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生干燥收縮裂縫，應(yīng)在混凝土表面刷養(yǎng)護液在冬季施工時，搓毛后及時用塑料薄膜及棉毯覆蓋，保持混凝土中的水分盡可能的少蒸發(fā)，確保水泥進行水化反應(yīng)所需要的水分，即可消除干縮裂縫及溫度裂縫。采用膨脹劑防治裂縫現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，采用大流態(tài)預(yù)拌泵送混凝土，為防止混凝土

15、干縮和溫差收縮產(chǎn)生裂縫，在混凝土拌合物中摻入一定量的 UEA膨脹劑，拌合后生成膨脹性結(jié)晶水化物，使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，補償混凝土收縮，提高混凝土抗裂能力，通常稱為微膨脹混凝土。在施工中，我們采用摻 UEA膨脹劑的辦法來消除混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。要求混凝土在澆筑后，立即在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，保持混凝土處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護14天，使膨脹劑充分 發(fā)揮膨脹作用。這種方法已廣泛采用，效果十分顯著。要消除泵送混凝土施工裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)注意原材料質(zhì)量的把關(guān)和混凝土配合比的設(shè)計。盡量選用低中水化熱水泥，以降低水化熱；采用高強水泥以減少水 泥用量。根據(jù)情況，摻入粉煤灰等摻合材料，則可以改善混凝土的和易性和可泵性

16、，降低水化熱，從而增強密實度，提高混凝土強度和耐久性，保證混凝土的拌合物 的均勻性。泵送預(yù)拌混凝土配合比設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，除滿混凝土的強度、耐久性要求外，還要考慮運距、泵送距離、具體施工條件等因素?？茖W(xué)設(shè)計配 合比，確定適宜的坍落度，適當(dāng)?shù)纳奥省⑺冶?、水泥用量，選用適宜摻合料。總之，在保證強度的前提下，不宜過多增加水泥用量；在保證泵送和澆筑的前提下， 坍落度不宜過大。 施工放線及施工下一道工序時，盡可能的僅將施工所需的部位揭開，操作完畢后，立即予以覆蓋。 建立健全質(zhì)量保證體系，制定行之有效的預(yù)控措施 在一些泵送混凝土的攪拌站，存在著原材料保管不善的現(xiàn)象，粉狀外加劑露天堆放，受潮結(jié)塊

17、，過期失效，從而埋下了質(zhì)量隱患。加強對泵送混凝土攪拌站的監(jiān)督管理，從質(zhì)量源頭抓起，是當(dāng)務(wù)之急。外加劑摻量失控的原因，大多數(shù)是由于機械故障引起的，因此，加強機械的保養(yǎng)維修，是解決外加劑摻量失控的根本措施。 通過通訊聯(lián)絡(luò)，加強車輛的調(diào)度工作，及時解決車輛積壓和混凝土泵待料，或因施工準(zhǔn)備不足造成間歇停泵等問題，消除混凝土運輸延續(xù)時間超標(biāo)，避免塌落度損失 過大，或因接近混凝土的初凝時間而無法泵送，從根本上消除收縮、干縮裂縫及施工縫的產(chǎn)生。嚴(yán)格混凝土運輸攪拌車及混凝土泵的操作規(guī)程，確保安全和順利地進 行泵送，以達到確?；炷临|(zhì)量的目的。 強化施工管理，增派專人認真清理輸送管內(nèi)的混凝土，將其運送到正在澆注混凝土的部位，及時搗固。潤滑管壁的水泥漿或水泥沙漿，分散布料，消除產(chǎn)生裂縫的各種隱患。 作好施工勞力的組織工作，安排專人進行混凝土的二次搓毛壓光及養(yǎng)護、覆蓋工作。四、結(jié)語 近年來，隨著預(yù)拌泵送混凝土在高層建筑及大體積混凝土的施工中廣泛應(yīng)用，隨然收到了提高工效、節(jié)約施工成本的良好效果，但是，由于預(yù)拌泵送混凝土有固有的 收縮特性，且屬于大流態(tài)性的混凝土，具有坍落度大、水泥用量大、含砂率高等特點，因此，在施工中產(chǎn)生裂