春季现浇楼板裂纹控制

李会琴 王银瑞

1新乡市金光实业有限公司（453600） 2河南孟电集团水泥有限公司（453621）

随着建筑行业的突飞猛进，城市环保意识的逐渐增强，预拌商品混凝土的应用也越来越广泛。但是，随着商品混凝土的普及，商品混凝土企业与施工单位之间，因为混凝土的生产、施工、养护等过程，会发生这样那样的纠纷。如何处理、避免这些纠纷，对于改善混凝土企业的形象，扩大企业销售额具有重要意义。

新乡市地处中原,每年的春节之后（2～5月份），乍暖还寒，气候干燥，混凝土施工经常出现质量问题，特别是施工中极易出现混凝土裂缝，已成为困扰预拌商品混凝土企业的一个严重问题。结合2011年春季我单位生产中遇到的两个案例，结合具体实际，浅谈一下自己所领悟到的一点体会。

1 问题出现

案例1:2011年3月26日，新乡市某工地9#楼,2层墙、柱、梁、板、梯，强度等级C35，板厚15 mm，共220 m3，运距半小时以内。气温3～18℃，风速3 ～4级。26日下午16点由东向西开始浇筑，27日凌晨5点10分才浇筑完毕。27日当天12点半，在西边后浇混凝土还处于半塑状态时，没有采取任何保湿养护措施的情况下,把用以覆盖养护的塑料薄膜，大面积掀起进行放线。混凝土出现裂纹。并且是先施工的混凝土裂纹很少，10 h左右施工的混凝土裂纹就较多了，后浇部分钢筋部位还出现了1 m多长的直线拉裂纹。

施工单位把情况反映到我单位后，经现场调查发现:26日21点前浇筑的混凝土极少有裂纹出现，21点之后浇注的混凝土的裂纹较多。筋部位出现的直线拉裂纹为混凝土塑状态下的经人踩踏而成。

案例2:随即我们组织了一行调查小组，对各个工地进行回访,结果又发现:27日施工的某工地28#楼，13层墙、柱、梁、板、梯，强度等级 C35，板厚 12 mm，共180 m3，运距半小时以内。气温4～20℃。下午15点由西向东开始浇筑，28日0点40分浇筑完毕,28日7点半,同样也是在东边后浇筑部分混凝土还处于半塑状态时，工地把用以覆盖养护的塑料薄膜，大面积掀起进行放线。部分混凝土出现裂纹。并且也是先施工的混凝土裂纹很少，10 h左右施工的混凝土裂纹就较多了，后浇部分钢筋部位也出现较长的直线拉裂纹。

2 原因分析

连续两天发现混凝土裂纹问题后，我们会同施工单位的技术人员，通过现场考察，及时进行了原因分析。通过双方的坦诚交流，双方一致认为:

2.1 工期过紧的影响

施工单位为了赶工期而压缩混凝土技术间歇时间，过早掀开用于混凝土养护的塑料薄膜进行放线、安设模板支撑脚手架，并在没有终凝的钢筋混凝土上踩踏对混凝土扰动是出现裂纹的主要原因。

对比最早及最晚施工的混凝土我们发现，最开始浇注的混凝土没有或者很少裂纹，越是最后浇注的混凝土，出现裂纹的数量越多，最长的直线裂纹就出现在最后施工的踩踏的地方。在混凝土灌注结束约7 h左右，从生产混凝土到施工人员在施工后的混凝土构件上面放线还不足8 h，对商品混凝土来说,才刚刚完成初凝，强度小于1.2 N/mm2，施工单位过早拆除模板和养护薄膜过早掀开，施工人员过早在混凝土构件上来回走动，进行施工放线，对混凝土进行了2次扰动，造成钢筋部位混凝土直线开裂。

2.2 环境温度湿度影响

由于新乡市地处中原，紧邻黄河，昼夜温差大，春季多风少雨，气候干燥，晚间气温低，3月底的最低气温3℃，这样环境温度下，混凝土的凝结时间相对延长。在混凝土浇筑初期由于水泥水化热的散发，表面势必会产生相当大的拉应力，此时的表面温度也高于外部气温,如在此时去掉养护薄膜，混凝土表面温度骤降,必然会引起混凝土内外温度梯度，表面骤冷收缩拉应力与内部水化热温度膨胀产生的压应力叠加，混凝土内外具有较大的温差，水分的蒸发较快，混凝土表面失水，使混凝土表面产生干缩，从而给混凝土裂纹埋下了伏笔。

《钢筋混凝土施工及验收规范》（GB50204—92）中，第4.5.4条规定:“在已浇筑的混凝土强度未达到1.2 N/mm2以前不得在其上踩踏或安装模板及支架，并根据现场实际规定平均气温在15 ～20℃的情况下，控制在混凝土浇筑18 h以后方可以上人施工。”

2.3 混凝土凝结时间的影响

环境温度对水泥凝结时间影响，若以环境温度15℃的凝结时间相对值为1.0,那么10℃时初凝时间约为1.2,终凝时间为1.4；当环境温度下降至5℃时,初凝时间相对值约为1.3,而终凝时间约为2.6。可见环境温度降低将使水泥凝结时间延长，特别是使得终凝时间更加延长。环境温度对混凝土凝结时间的影响规律也与之类似。当环境温度从23℃降到10℃时,混凝土拌合物初凝时间延缓约4 h,而终凝时间延长约7 h。在掺入缓凝剂的情况下，温度对混凝土凝结时间的影响可能更显著。因此，在环境温度低的情况下,应少掺或不掺缓凝剂，以免出现超缓凝现象。矿物掺合料的活性低且掺量过大也会使混凝土凝结时间延长。由于普通硅酸盐水泥本身已含有15%以下的混合材,故在使用普通硅酸盐水泥时更应予以注意[1]。

在确定混凝土表面产生裂纹的主要原因之后，我们公司内部也进行了研究。从配合比设计，外加剂用量，直到矿物掺合料的添加量，水灰比大小进行了认真的比对排查，力求从我们自身上找原因。通过对各个环节的分析，我们认为:

2.3.1 配合比设计对赶工期是有影响的

商品混凝土的配合比设计，我们需要考虑各种最不利因素影响，特殊情况下甚至需要考虑各种最不利情况相叠加:运距过长，运输过程堵车，销售量大施工单位多不能够保证混凝土运输车辆连续到达，运到施工地点后要便于泵送不堵泵，泵送到主体后便于施工……,还有混凝土的强度保证率，混凝土经济性等等因素均要考虑在内。因此，我们配制的混凝土初凝时间一般为:3～5月份，6～8 h，终凝时间为10～12 h，由于温度湿度变化，初凝时间终凝时间会有小幅度浮动。春季气温较低，混凝土初凝时间应该是7～8 h，终凝时间应该在12 h，对需要赶工期的施工单位确实会有一定影响。我们采取的措施是：对1小时能够到达、运距较短的施工单位，适当缩短缓终凝时间，并根据混凝土运输车装载量和运距长短，随车配备缓凝2 h的缓凝型高效减水剂,防止路上堵车和意外事情的发生。

2.3.2 外加剂及矿物掺合料的影响

商品混凝土施工，以泵送为主。在混凝土配合比中，不可避免地使用外加剂。由于混凝土外加剂中或多或少的都含有缓凝成分，在混凝土外加剂用量较多时，缓凝组分相对较多，缓凝时间延长。运距较近，夜间施工，环境温度低，坍落度损失较小。对含有缓凝成分的外加剂掺量应选择下限,并保证预拌混凝土的坍落度及扩展度。同时，由于混凝土中，矿物掺合料掺量较大,特别是粉煤灰的掺量较多，对混凝土的凝结时间也有较大的影响。

2.3.3 水灰比的影响

混凝土水泥凝胶结合水因水泥品种不同而有所不同。混凝土水泥凝胶最致密结合时最小结合水水灰比为0.13013,水泥凝胶珠状网格结构时最大结合水水灰比为0.35503;混凝土水泥石形成筋状网格结构的最大结合水水灰比为0.41667[2]。水灰比的大小，不仅对混凝土强度有很大的影响，对混凝土的初终凝时间也有影响很大。特别是搅拌车到达工地后，为了便于泵送和施工，工地往往不计后果的擅自加水，也是造成混凝土缓凝的一个重要因素。

3 采取措施

3.1 搞好技术交底，加强施工养护

1）在施工现场预拌混凝土技术人员应与现场施工技术用手按有手印但不沾手；终凝时间：混凝土变色，用手按无手印，有力学强度。一般情况下，3～4月份，凝结时间约为 10～12 h，5～9月份，凝结时间约为8～10 h；力学强度大于等于1.2 N/mm2，方能上人放线。

2）加强混凝土养护:对混凝土的养护工作，施工单位一定要引起重视。在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。在混凝土终凝时，特别是硬化过程中，不得除去用于养护的塑料薄膜,因此时水泥的水化热正缓缓递增，如此时除去养护薄膜，是外部温度骤降，必然会引起混凝土内外温度梯度，产生裂纹。所以，控制好构件的湿润养护，才能保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。

3.2 调整配合比，适应新乡市春季低温干燥天气

试验室检验混凝土的凝结时间及控制指标:根据我们的经验，在试验室内第一天下午拌制混凝土入模，人工进行插捣，到第二天上午拆模，不掉边，不掉角，即为满足凝结时间要求。终凝凝结时间一般控制10～12 h之内。

3.2.1 关于混凝土水胶比为什么控制在0.42之内

我这里东施效颦，用数学方法证明现代混凝土配制方法及现代混凝土配合比发明人王昱海先生在其发明专利说明书上的结论:

我们知道，集料行列式排列时的最大空隙率是48%。那么，集料间能够形成筋状网格结构的空隙率一定是52%。胶凝材料在最大空隙率52%情况下,形成筋状网格结构的水泥石用水量为520 L/m3，需要最小表观密度（2 600 kg/m2）体积下的水泥0.48 m3，此时，水泥重:

0.48 m3×2 600 kg/m3=1 248 kg

最大水胶比:520/1248=0.41667

为了保证混凝土混凝土致密性，保证水泥石形成筋状网格结构，提高混凝土质量，我们把混凝土的水胶比调到0.42以内。

3.2.2 关于混凝土理论配合比的调整

对混凝土配合比的调整，我们遵循的原则是:

1）减少粉煤灰用量。

2）尽可能少用减水剂剂。

3）对混凝土水胶比进行了调整。

4）保证混凝土强度、和易性，能够顺利泵送及便于施工。

遵循以上原则，我们对混凝土理论配合比进行了重新设计，对砂、石料用量也进行了微量调整，已得到了良好的效应。并在浇筑混凝土前积极与施工方沟通，做好拆模、养护工作。

4 取得效果

通过与施工单位的技术交流，施工单位加强了混凝土的早期养护与混凝土的技术间歇时间。还有我们对混凝土的的配合比调整，使混凝土初凝时间提前，便于施工单位在较短时间内连续施工。由于加强技术交底，调整配合比两项措施施行，在随后的施工过程中很少出现裂纹事故。

5 结论

混凝土施工裂纹，除了混凝土配合比设计的原因外，更多的是施工（如没有2次模压）和养护不到位引起的。特别是在施工工期紧，外界温湿度变化大情况下，对终凝前的混凝土不要人为扰动。过早掀起用于养护的塑料薄膜放线、过早拆模施工 、荷载过大、养护方法不当和未养护等因素均可引起混凝土产生裂纹。如果我们在混凝土设计、生产、施工、养护，特别是在混凝土设计和养护方面引起重视，混凝土裂纹是可以避免的。

[1]成立,王善拔,余其俊,赵三银,范庆新.预拌混凝土的缓凝问题及其预防措施[J].济南大学学报(自然科学版),2005(01).

[2]王昱海.现代混凝土配制方法及现代混凝土配合比.发明号ZL 200710111796.8发明专利说明书,国家知识产权局网站.