[密技]：泵送混凝土施工裂缝的成因和防治

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泵送混凝土施工裂缝的成因和防治[/center]
泵送混凝土不仅应能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明，泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，值得引起足够的重视，本文重点分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。

1　泵送混凝土的特点

1.1　原材料和配合比

1.1.1　水泥用量较多

　　强度等级C20～C60范围为350～550kg/m3。

1.1.2　超细掺合料时有添加

　　为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中掺加粉煤灰、矿渣、沸石粉等掺合料。

1.1.3　砂率偏高、砂用量多

　　为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性 ，以便于运输、泵送和浇筑，泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大砂率6%以上，约为38～45%。

1.1.4石子最大粒径

　　为满足泵送和抗压强度要求，与管道直径比1∶2.5(卵石)、1∶3(碎石)～1∶4、1∶5。

1.1.5　水灰比宜为0.4～0.6

　　水灰比小于0.4时，混凝土的泵送阻力急剧增大；大于0.6时，混凝土则易泌水、分层、离析，也影响泵送。

1.1.6　泵送剂

　　多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等，对混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。

1.2　工艺

　　a．混凝土拌制在搅拌站(楼)进行，原材料计量准确，搅拌均匀，但也偶有失控情况。

　　b．多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仑，采用人工或容积法，使计量与分散存在问题，影响混凝土的均匀性。

　　c．当混凝土拌合物过乾、过稀，运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时，混凝土拌合物乾稀不匀。

　　d．每个运输车中混凝土的坍落度相差过大，加入泵车内输送时，会浇筑的混凝土均匀性变坏。

　　e．混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度，特别是面积系数很大的板材，采用振捣棒密实不均匀。

　　f．大体积混凝土施工，当技术措施不当或不完善时，易产生温度裂缝。

　　g．混凝土大面积板材，在浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。

　　h．混凝土拌合物过乾、人工、无称量的加入高效减水剂或水时，混凝土质量不易保证。

2　有关裂缝的一些概念

2.1　混凝土内部结构决定其产生裂缝

　　混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。混凝土混合料在不同温湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间相互粘结而约束，由于变形产生微裂缝。

2.2　混凝土裂缝的种类

2.2.1　按裂缝产生原因分类

　　a．由外荷载(静、动荷载)直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。

　　b．由变形变化引起的裂缝：包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构要求变形，当受到约束和限制时产生内应力，应力超过一定数值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛。这种裂缝宽度大、内应力小，对荷载的 影响小，但对耐久性损害大。

　　据国内外调查资料表明，工程结构产生属于变形变化(温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%；属于荷载引起的裂缝约占20%。

2.2.2　按裂缝所处状态分

　　裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。

　　对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝，应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合 的裂缝则可持久的应用。例如有些防水结构，在0.1MPa水压下，出现0.1～0.2mm裂缝时，可能开始时有轻微渗漏，但经过一段时间后，裂缝处水化的水泥析出Ca(OH)2，逐渐弥合了裂缝，并与大气中CO2作用，形成CaCO3结晶，封闭和自愈合裂缝，防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的，不会影响工程结构的使用和耐久性。

2.2.3　按裂缝形状分

　　裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。

2.3　裂缝宽度

2.3.1　平均裂缝宽度

　　在整条裂缝上，其宽度是不均匀的，有的位置宽，有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%～15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%～15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均 值即最大与最小平均裂缝的平均值。

2.3.2　最大裂缝宽度

　　a．无侵蚀介质、无抗渗要求，结构处于正常状态下，最大裂缝宽度不得大于0.3mm。

　　b．有轻微侵蚀、无抗渗要求时，最大裂缝宽度不得大于0.2mm。

　　c．有最重侵蚀和抗渗要求时，不得大于0.1mm。

　　d．混凝土有自防水要求时，不得大于0.1mm。

　　上述标准是从耐久强度考虑的，为设计中和裂缝检测中的控制范围。但在工程实践中，有些结构存在数毫米宽的裂缝仍然正在使用，而且多年后也没有破坏危险。如土木建筑中的各种大型、特种结构和设备基础，一般均存在裂缝，完全没有裂缝是不可能的，科技工作者的主要任务是根据裂缝的部位、所处环境、配筋情况和结构形式，进行具体分析、判断和处理。一些专家和学者根据对结构物裂缝处理的实际经验，认为规范中限制的裂缝宽度应当根据具体条件加以放宽，如像大量的表面裂缝，如果经过周密的研究分析确定是由变形作用引起的，其宽度可不受限制，只须作表面封闭处理即可。