泵送混凝土施工裂縫的成因和防止措施

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目錄
1 ） 前言 1
2 ）裂縫的危害 1
3） 裂縫形成的原因和防止措施 2
4 ）裂縫處理 8
5 ）結(jié)語(yǔ) 9

泵送混凝土施工裂縫的成因和防止措施

1 ） 前言
　　目前,泵送混凝土廣泛應(yīng)用在高層建筑及大體積混凝土中，達(dá)到了提高施工工效,節(jié)約施工成本的良好效果。但是,工程實(shí)踐表明,泵送混凝土屬于大流態(tài)性的混凝土,具有坍落度大、水泥用量多、含砂率高等特點(diǎn),因此,在施工中產(chǎn)生裂縫的概率較高?，F(xiàn)本人根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 對(duì)泵送混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因及防止措施進(jìn)行探討。
2 ）裂縫的危害
長(zhǎng)期以來(lái),由于對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的偏差,或重視程度不高,混凝土開裂現(xiàn)象十分普遍,嚴(yán)重破壞了建筑物的外觀質(zhì)量,給業(yè)主的心理造成不安全感。其次,從承載力角度而言,由早期裂縫發(fā)展而成的貫穿裂縫和深層裂縫改變混凝土的受力條件,降低結(jié)構(gòu)的承載能力,影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全性。第三,從耐久性角度出發(fā),混凝土結(jié)構(gòu)體表面或內(nèi)部發(fā)生的裂縫將對(duì)建筑物防水性、抗?jié)B性、鋼筋銹蝕性、化學(xué)侵蝕性等耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,縮短建筑物的使用壽命。因此,施工中應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡可能減少裂縫的數(shù)量和寬度,以確保工程質(zhì)量。
3） 裂縫形成的原因和防止措施
3-1）　 溫度裂縫
3-1-1） 裂縫形成的原因
混凝土是熱的不良導(dǎo)體,傳熱很慢,因此在混凝上硬化初期,由于內(nèi)部水泥水化,放熱而積聚較多熱量,造成混凝土內(nèi)外溫差很大,有時(shí)可達(dá)40 ℃～50 ℃,形成溫度梯度,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部熱脹超過(guò)混凝土表面膨脹變形,使混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而遭開裂破壞。溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后3 d～5 d ,裂縫寬度一般在0.5 mm左右。裂縫走向無(wú)規(guī)律性,有在構(gòu)件表面較淺范圍內(nèi)的,有深入到構(gòu)件內(nèi)部較深的,深進(jìn)和貫穿的溫度裂縫對(duì)混凝土有很大的破壞性。
3-1-2） 防止措施
a）在材料方面
嚴(yán)格控制混凝土原材料,降低水泥水化熱。選用中熱和低熱的水泥品種是控制混凝土溫度升高的根本方法;因此選擇水化熱較低的425#礦渣硅酸鹽水泥，選擇合適的骨料級(jí)配,增強(qiáng)混凝土的和易性,有效地控制混凝土的溫度升高,在施工條件允許的情況下,盡量選擇粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料; 摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性 ，還可節(jié)約水泥50kg?？墒够炷羶?nèi)部溫度降低5～6度。選用優(yōu)質(zhì)外加劑。如選用了上海產(chǎn)效果明顯優(yōu)于木鈣的E.A—2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10%左右，相應(yīng)也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。
b) 在施工、設(shè)計(jì)方面
1) 控制混凝土的出機(jī)溫度。對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子與砂的溫度,采用預(yù)冷骨料、遮陽(yáng)防曬、灑水降溫和加冰屑拌和。運(yùn)輸時(shí),對(duì)運(yùn)輸車進(jìn)行遮陽(yáng)防曬和保溫措施。
2) 掌握好混凝土澆筑時(shí)間。合理部署施工,盡量避免在炎熱天氣澆筑大體積混凝土,控制混凝土的澆筑溫度,減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差。
3) 及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。盡量減少混凝土的暴露面和暴露時(shí)間,避免夏季遭受暴曬,防止冬季經(jīng)受寒潮沖擊,延緩混凝土的降溫速率。
4) 改善邊界約束和構(gòu)造設(shè)計(jì)。當(dāng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大時(shí),為防止水化熱的大量積聚,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可在適當(dāng)位置設(shè)置后澆帶,降低混凝土每次澆筑的蓄熱量。其次在結(jié)構(gòu)的孔洞周圍,變截面處以及底板、頂板與墻的轉(zhuǎn)角處,配制溫度鋼筋,改善應(yīng)力集中,防止裂縫出現(xiàn);同時(shí)為了消除邊界約束而引起的溫度引力,應(yīng)在與邊界約束的接觸面設(shè)置滑動(dòng)層,以消除嵌固,減少約束。
3-2）　塑性沉降裂縫
3-2-1）裂縫形成的原因
混凝土澆注之后硬化之前,粗骨料在振動(dòng)棒和重力的作用下下沉,水泥漿體、氣泡上浮,當(dāng)受到鋼筋、預(yù)埋件等局部阻礙不均勻沉降時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力而引發(fā)變形裂縫。沉降裂縫在澆注后1～3h 內(nèi)混凝土表面水消失時(shí)出現(xiàn),直到混凝土硬化才停止發(fā)展。這種裂縫常常發(fā)生在鋼筋、預(yù)埋件周圍及截面厚度突變處(如板肋交接處、梁板交接處) ,裂縫形狀寬且淺呈梭形,寬度約在l～4 mm之間,深度通常達(dá)到鋼筋的上表面。
3-2-2 ）　防止措施
a) 要控制混凝土單位用水量在170 公斤/ 立方米以下,水灰比小于0.6 ,在滿足施工要求時(shí),盡可能減少坍落度。
b) 摻加適量質(zhì)量良好的泵送劑及摻合料,可有效改善混凝土的性能和降低沉陷。
c) 混凝土攪拌時(shí)間要適當(dāng),時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。
d) 混凝土澆筑時(shí),下料不宜太快,防止堆積或振搗不充分。
e) 混凝土應(yīng)振搗密實(shí),一次振搗時(shí)間為15～30 s ,在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗,在混凝土澆筑1-1.5H后,混凝土尚未凝結(jié)之前,對(duì)混凝土進(jìn)行兩次復(fù)振,以排除混凝土因泌水在粗骨料水平鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙,改善混凝土和鋼筋的握裹力,消除混凝土沉降裂縫。
f) 在炎熱的夏季和大風(fēng)天氣,為防止水分激烈蒸發(fā)形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起裂縫,應(yīng)采取緩凝和覆蓋。
3-3 ）　干縮裂縫
3-3-1） 裂縫形成的原因
混凝土在干燥環(huán)境中時(shí),因其內(nèi)部吸附水分的蒸發(fā)而引起凝膠體收縮;毛細(xì)管內(nèi)水分蒸發(fā)后由于毛細(xì)管壓力增大而出現(xiàn)收縮,使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。這種裂縫為表面性裂縫,寬度多在0.05 mm～0.2 mm之間,其走向沒有規(guī)律性,在大體積混凝土的表面部位最為常見。
3-3-2） 　防止措施
a) 在材料方面
1) 水泥:水泥應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通硅酸鹽水泥》(GB17521992) 、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》( GB134421992) 。水泥顆粒越細(xì),硬化時(shí)收縮越大,摻混合材料的硅酸鹽水泥配置的混凝土比用普通水泥配置的混凝土干縮率大,因此在滿足混凝土配合比設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能采用中、低熱水泥,降低水泥用量。
2) 粗骨料:粗骨料最大粒徑應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)鋼筋凈間距和泵送管徑要求,粒徑增大可減少用水量、水泥用量,從而可以減少混凝土自身收縮。粗骨料必須是連續(xù)級(jí)配,其針片狀顆粒含量不宜大于10 % ,以保證混凝土的可泵性。
3) 細(xì)骨料:細(xì)骨料級(jí)配應(yīng)合理,并優(yōu)先選用中砂,控制云母、硫化物、有機(jī)質(zhì)、粘土、淤泥等有害物質(zhì)含量,降低混凝土收縮。
4) 減水劑和摻合料:泵送混凝土中摻入減水劑,在水灰比不變的情況下,減少水泥用量,降低混凝土收縮?；炷林袚饺敕勖夯摇⒌V渣粉、沸石粉等摻合量可以增加混凝土密實(shí)度,提高可泵性。
b) 在施工方面
1) 采用二次抹壓技術(shù),即在混凝土初凝前在混凝土表面進(jìn)行二次抹壓,消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮發(fā)生的表面裂縫,增加混凝土的密實(shí)度,但是,二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當(dāng),過(guò)早抹壓沒有效果,過(guò)晚抹壓混凝土已進(jìn)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。
2) 在混凝土澆筑完畢后及時(shí)覆蓋塑料薄膜或濕草袋,對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù),接縫處搭接蓋嚴(yán),避免混凝土水分蒸發(fā)帶走熱量，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，減少混凝土內(nèi)外溫差。同時(shí)保持混凝土表面處在濕潤(rùn)狀態(tài)下養(yǎng)護(hù),混凝土終凝后繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)7天。
3) 混凝土經(jīng)過(guò)二次抹壓初凝后,輕微灑水潤(rùn)濕,混凝土終凝后每天分幾次澆水養(yǎng)護(hù),保持水浸潤(rùn)混凝土表面7天。
4) 為防止墻柱、梁等的側(cè)模板過(guò)早拆卸,導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生干燥收縮裂縫,應(yīng)在表面刷養(yǎng)護(hù)液。
3-4） 　施工裂縫
3-4-1） 裂縫形成的原因
a) 施工單位為滿足進(jìn)度要求,往往現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆注后沒有達(dá)到規(guī)范規(guī)定的要求(1.2 N/ mm2 ) 就開始后續(xù)施工或堆放臨時(shí)荷載,此時(shí)混凝土尚處于凝結(jié)硬化初期,抗拉強(qiáng)度低,遇模板支柱松動(dòng)下沉或施工時(shí)局部堆料較多,在薄弱部位產(chǎn)生不規(guī)則放射網(wǎng)狀裂縫。泵送依次分層澆筑混凝土?xí)r經(jīng)常需要拆裝管路,牽動(dòng)軟管布料及排障等,操作人員來(lái)回在鋼筋上走動(dòng)會(huì)踩動(dòng)鋼筋或碰動(dòng)預(yù)埋件。另外,輸送管道下部的模板和鋼筋,因不斷受到泵和輸送管的脈動(dòng)沖擊,使配管下面的鋼筋和模板沿混凝土運(yùn)輸前進(jìn)方向變位和移動(dòng),使初凝后的混凝土形成裂縫。
3-4-2 ）　防止措施
混凝土澆筑前應(yīng)認(rèn)真檢查鋼筋是否綁扎牢固。為使配管和布料方便,應(yīng)在澆注部位另設(shè)配管支架和操作腳手鋪運(yùn),以防踩亂鋼筋,對(duì)輸送管道下面受泵沖擊影響較大的部位,應(yīng)用拉條等牽拉牢固,防止模板和鋼筋變位?；炷翝仓戤吅蠹皶r(shí)覆蓋塑料薄膜或濕草袋,控制混凝土上樓板支模、拆模和上人作業(yè)時(shí)間。
4 ）裂縫處理
在事后裂縫的診斷工作中,應(yīng)結(jié)合具體的施工工藝、地理環(huán)境、材料條件尋求引發(fā)裂縫的主次原因,從而便于采取合理的補(bǔ)救措施。
a) 表面較淺裂縫,可將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿裂縫方向鑿成V 形凹槽,清理干凈并酒水濕潤(rùn),先刷水泥凈漿一遍,然后用水泥砂漿分層涂抹,并壓實(shí)抹光。為使砂漿與混凝土表面結(jié)合良好,抹光后的砂漿面應(yīng)覆蓋塑料薄膜,并用支撐板頂緊壓實(shí)。
b) 當(dāng)裂縫寬度在0.1 mm以上時(shí),可用環(huán)氧樹脂壓力灌漿嵌補(bǔ)。
c) 當(dāng)裂縫寬度大于0.5 mm時(shí),可采用水泥壓力灌漿補(bǔ)縫。對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響的裂縫應(yīng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)采取結(jié)構(gòu)加固、補(bǔ)強(qiáng)的辦法。
5 ）結(jié)語(yǔ)
工程實(shí)踐中,泵送混凝土裂縫的產(chǎn)生是由多方面原因引起的。預(yù)防混凝土裂縫,必須從設(shè)計(jì)、施工和原材料方面做好各項(xiàng)控制措施,以確?；炷两Y(jié)構(gòu)質(zhì)量。