浅谈预拌混凝土早期裂缝的防治
2011-08-15潘祖德
潘祖德
(安庆市政路建商品砼有限责任公司,安徽 安庆 246001)
混凝土早期裂缝是目前建筑工程的热门话题,施工时稍不注意就会出现,它是一个质量通病。虽大多数是非结构裂缝,不影响结构安全,但对混凝土的耐久性可能产生一定的影响。特别当前国家一再强调抓民生建筑工程质量,我们更要重视混凝土早期裂缝的防治。
混凝土早期裂缝是指混凝土拌合物在浇捣成型后,初凝前或终凝前在混凝土表面就开始形成的不规则的裂纹,直至发展为裂缝。裂缝的成因就是混凝土塑性收缩造成的。这是混凝土拌合物固有的属性,直白的说就是胎生的,但是在它成长过程中可以防治,使裂缝消失或让它形成不了裂缝,混凝土拌合物从塑性状态到失去塑性硬化,体积是不稳定的,是在逐渐变小,这是必然的。我们大家要充分认识到混凝土在硬化前要发生大量的塑性收缩变形,这种塑性收缩在混凝土拌合物浇筑、振捣、养护过程中由于操作不当就会形成裂缝。
混凝土拌合物为什么会发生塑性收缩?塑性收缩成因就是混凝土拌合物大量失水造成的,不让它失水就发生不了收缩,这就是我们防治混凝土早期裂缝的主要源头。
混凝土拌合物为什么会失水?混凝土中的水泥水化反应形成水化硅酸凝胶体,100克水泥需要25克水就行了,即水灰比为0.25。而实际工程用的水灰比在0.35~0.80。水泥完全水化还多出1.4~3.2倍的水;混凝土按其塑性状态分为:干硬性混凝土、塑性混凝土、流态混凝土、自流平混凝土。坍落度 (mm)分别为:0、10~80、100~220、大于220。目前市场上大多数使用的商品混凝土即预拌混凝土的坍落度在100~220mm,可谓流态混凝土,你说塑性到什么程度。若考虑远距离运输或天气炎热的混凝土坍落度损失,那么有的混凝土出机坍落度在220mm以上,其塑性达到自流平混凝土。不加泵送剂,使用中砂,5~31.5mm碎石时,干硬性、塑性、流态,自流平混凝土一立方用水量(kg)就为:165、175~200、210~240、240以上。为什么有的人说,你预拌混凝土常出现裂缝,还不如我现场自拌混凝土。原因就在于自拌混凝土坍落度小,只有30~50mm,有的为了节约成本,坍落度只有10~30mm,用三色布担着混凝土都没有浆淋出来。强力振捣后,混凝土表面出现少许浮浆,不要二次抺压,即使浇水不及时,混凝土早期裂缝都很少出现。因为用水少,失水也就很少,产生的塑性收缩就小。现在市场销售的预拌混凝土(俗称商品混凝土)是大坍落度的流态混凝土,比现场自拌混凝土每立方多用水25~30kg。这样大的用水量是泵送工艺的需要。也不仅是这样,就混凝土公司而言,为了节约成本,入泵坍落度可在100~140mm。但目前施工现场入泵坍落度在160mm以上,工人希望泵出的混凝土坍落度越大越好,他认为不好操作就加水,混凝土公司跟工地老板讲,混凝土不准任意加水,老板也听之任之。因为他包给工人方量钱就少,工人拿不到钱,也找他要。殊不知,给混凝土任意加水是在加“敌敌畏”,大大降低混凝土强度,还导致混凝土早期裂缝的产生。这种早期裂缝多见于板式结构,如楼板、屋面、道路、地坪等。由于预拌泵送混凝土坍落度大,用水量大,除了水泥水化反应用去水泥质量25%的水,泵送混凝土会多出许多拌和水被游离出来,从混凝土中分泌出来,从混凝土毛细管中因毛细作用淅出来。混凝土失水后,体积变小呈现收缩。在混凝土初凝前,由于泵送混凝土坍落度大、塑性大,这种塑性收缩的应力大于混凝土颗粒间的位移的阻力,混凝土随之发生变形,边收缩边愈合,很难形成裂缝。随着时间的推移,混凝土的塑性逐渐减小,混凝土内部将产生一对作用力与反作用力。混凝土早期塑性收缩为作用力,混凝土颗粒间逐渐增大的位移阻力及混凝土水泥水化反应逐渐发展形成的混凝土强度为反作用力。这反作用力就是大家常讲的收缩约束力,混凝土收缩若无约束就形成不了裂缝。初凝前的混凝土收缩基本是在无约束下进行的。混凝土渐趋向初凝状态时,在混凝土薄弱的界面开始出现约束力裂纹。随着混凝土初凝至终凝,塑性收缩的约束力越来越大。表现在混凝土表面开始出现的裂纹逐渐发展为裂缝。如果混凝土不能及时浇水养护,保持混凝土处在潮湿状态,那么混凝土还是继续失水,继续收缩。因裂缝集中应力的效应,裂缝会变长、变宽、变深,向纵深发展。但混凝土的塑性收缩的速率慢于混凝土强度发展速率时,也就是混凝土塑性收缩应力小于混凝土发展强度时,裂缝停止发展。塑性收缩要待混凝土湿养到14d才能完成。随着混凝土的终凝到硬化逐步发展,强度提高,虽有塑性收缩,但对混凝土形成不了破坏,因混凝土强度已渐大于其收缩应力。
如何防治早期裂缝,源头在于控制混凝土成型后不要失水,怎么做才能使它不失水,那就是目前推行的“带浆”养护。混凝土振捣成型好后还没有到初凝,就用塑料薄膜覆盖,待到终凝,混凝土强度很低时,将薄膜与混凝土表面脱开,混凝土表面浇湿并有积水,再将薄膜覆盖好,密封好,不能让风吹翻。始终保持混凝土处在饱和湿润状态,使混凝土无法失水,混凝土也就无法收缩了,一天过后,就过了危险期,不会出现早期裂缝了。三天一过,施工荷载几乎全可以上。湿养护最少7d才能保证混凝土正常发展。
预拌混凝土的浇筑、振捣、成型是否得当,也是避免混凝土早期裂缝产生的关键。拿楼板讲,泵送混凝土先只管布料。虚铺厚度多少,先小块面积做一下振捣密实试验就行了。从开始布料计算,滞后2~3小时,才开始振捣,振捣完成后先用2m的刮尺刮平,用木擦板抹实抹平,待终凝前,再抺压一遍,
同时湿养护跟上,混凝土早期裂缝就可以防治了。为什么要这么做,可以达到防治混凝土早期裂缝呢?布料要用耙子配合,不能用振动棒布料。混凝土初始坍落度大振动棒强力振动,易把好的、均质的混凝土,振得离析,造成浮浆层厚,混凝土表面更易产生塑性收缩。先布料,滞后振捣。目的是将大坍落度降下来,经过2~3小时,混凝土塑性沉降完成大部分,接近坍落度小的混凝土。这样的混凝土振捣成型后,混凝土整体性好,浮浆少,混凝土表面塑性收缩也相应减少了。再加初凝前、终凝前抹压,使初凝前、终凝前可能形成的裂缝或已形成裂缝的部位,经过二次抹压,就可以将裂缝在混凝土还在塑性状态下自愈合,混凝土的纵向沉降,横向收缩都得到了有效控制,彻底消除了裂缝。并且提高了混凝土的密实度,对混凝土的强度提高有好处。如果不经过二次打磨抹压,过了混凝土塑性愈合时间,就变成永久裂缝了。混凝土表面已形成的裂纹、裂缝,若湿养护又不及时跟上,裂缝还将会变长、变宽、变深。