预防商品混凝土裂缝的技术措施

2011-12-31王新波郭立新

中国新技术新产品 2011年13期

关键词：膨胀剂塑性水化

王新波郭立新

（1、阜新市清河门区运输管理所，辽宁阜新 123006；2、阜新市清河门区供热公司，辽宁阜新 123006）

多年来，商品混凝土的推广使用显示出很大的优势（进度快、质量好、低耗）。然而，商品混凝土裂缝的频频出现，也让人非常头疼。

1、商品混凝土裂纹的种类及成因

1.1 裂纹种类：

商品混凝土裂纹在许多文章中均有提出，提法较多且不一，笔者以为按照成因归纳为两大类：一类是收缩裂纹，另一类为温度裂纹。

我们可以将收缩裂纹归纳为混凝土由于各种收缩而产生的裂纹。因为收缩是混凝土的固有特性，混凝土的收缩主要有塑性收缩、化学收缩、干燥收缩、碳化收缩。塑性收缩是新拌混凝土失水引起的收缩。它的失水是由表面脱水而引起。影响混凝土塑性收缩的主要是风速、相对湿度、气温和混凝土本身的温度。化学减缩主要是无水熟料与水起化学反应，使固相体积逐渐增加而水泥－水体系的总体积逐渐减少的缘故。具体地说是由水化前后反应物和生成物的平均密度不同所引起。如果进一步分析，则可以认为是水泥与水起化学反应过程中，原来的自由水成为水化产物的一部分，使它的比容由原来的1cm3/g变成约0.75 cm3／g的缘故。干燥收缩的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。影响混凝土干燥的因素主要有水泥品种、水泥用量、用水量、骨料品种、砂率、外加剂、掺和料、混凝土的养护等。碳化收缩是大气中co2在水的条件下与水泥水化产物作用生成caCO3、硅胶、铝胶和游离水而引起的收缩。产生收缩的原因在于这些游离水的蒸发。

温度裂纹是混凝土内外温度梯度过大而产生的裂纹，一般产生在大体积混凝土。

1.2 成因

收缩裂纹主要是砼自身的各种收缩产生的收缩力大于其抗拉强度造成的。温度裂纹是由于混凝土浇筑后3天内会放出50%水化热，中部温度达热峰（一般1 m～l.5m厚混凝土底板，采用矿渣硅酸盐水泥，浇筑第3天中部温度可达50℃ ～60℃ ，甚至更高。）未采取有效降温措施，导致混凝土内外温度大于25℃ ，由于内外温度梯度过大产生裂纹。

2、预防商品混凝土裂缝技术措施

2.1 预防商品混凝土收缩裂缝的技术措施

2.1.1 材料方面

一是要尽量少用收缩量大的水泥，如矿渣水泥。二是在满足施工和易性的条件下，应尽量减小混凝土的水灰比，尽量减小单位体积水泥浆量和砂浆量。三是严格控制搅拌用水量，在满足泵送前提下，尽量降低梁板结构混凝土砂率，满足强度的前提下，尽量减少水泥用量.混凝土中适量掺入粉煤灰和矿渣微粉。

2.1.2 施工方面

①振捣方式

振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮桨而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大最向低处流淌，致使混凝土产生不均匀沉降收缩,在结构厚薄交界处出现裂缝。

②二次振捣和多次抹面

施工人员没有根据商品混凝土的特点，配合做好二次振捣和多次抹面，让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合。商品混凝土由于采用搅拌车运送、泵送浇捣，混凝土坍落度比较大，凝结时间比较长。一般混凝土初凝时间都在10小时以上，甚至更长。即使在炎热的夏天，混凝土掺了高效缓凝减水剂后，表面被太阳曝晒，水分蒸发很快，表面形成一层几毫来厚“被子”，看上去混凝土好像已凝结，实际上内部还远未达到初凝，甚至还能流动。我们曾多次用贯入阻力仪测定掺了高效缓凝减水剂的混凝土砂浆在太阳直晒之下的凝结时间，结果初凝时间都在12～16小时。这样的混凝土若不进行二次振捣和多次抹面，混凝土表面不可避免会出现裂缝。开始裂缝是浅表的、窄细的，若不及时处理，裂缝就会扩展，由于应力集中，最终的裂缝很可能是贯穿的。

采用二次振捣可以消除因塑性沉降而引起的内分层，阻断因泌水而留下的连贯通道，改善骨料界面结构，提高混凝土强度和抗渗能力。进行二次以上抹面时，最好采用手扶抹压机，可以有效提高因泌水而削弱的混凝土表面强度，消除“被子”现象，使混凝土因水分蒸发而引起的塑性裂缝及时得到愈合。

③养护

改变传统观念，混凝土浇筑后及“早”养护，减少混凝土内外湿度梯度。商品混凝土施工对环境湿度的要求要比传统现场搅拌混凝土高得多，养护时间也要大大提前，这是预防混凝土干缩裂纹的主要措施。除了养护抓“早”外，就要“适时”搓毛抹压，抹压过早起不到消除裂纹的效果，过晚混凝土已终凝，又压不动了，所以抹压应在混凝土初凝后，终凝前，第一遍时普遍抹压，第二遍则应重点寻找裂纹，用木抹子在裂纹处拍打，使混凝土二次液化，愈合裂纹，掌握抹压的“火候”是关键。

④正确使用膨胀剂

掺加膨胀剂的混凝土对养护的要求更高。膨胀混凝土在早期养护不好时的裂缝更易发生（因为膨胀剂要吸水）。W/C过低（小于0.4）时尤为严重。

2.2 预防商品混凝土温度裂纹

大体积混凝土施工前必须进行热工计算，采用中低热水泥、矿渣水泥，适量掺入Ⅱ级粉煤灰、微矿粉，以降低混凝土水化热降低热峰值，减小混凝土内外温差。

施工单位根据测得混凝土表面及内部温度，确定表面是否需要覆盖保温材料以及保温材料的厚度。

对于温度裂纹，施工单位往往只注重名义上的大体积混凝土，而忽视其它结构；只重视混凝土内外的温差，忽视环境温差。美国混凝土协会给出了这样的定义：任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采取措施减少由于体积变形引起的裂缝，统称为大体积混凝土。这里要指出的是：在实际工程中，很多地下室墙板结构虽然不是大体积混凝土却存在环境温湿度差，必须更加注意防止温度裂纹的发生。