泵送混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和處理措施

□郭克偉（河南水利建筑工程有限公司）

用混凝土泵沿管道輸送的混凝土拌合物稱為泵送混凝土。由于它與傳統(tǒng)的混凝土施工方法不同，所以對混凝土的要求也不一樣，不但要滿足設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度、耐久性等，還要滿足管道輸送對混凝土拌合物的要求，即混凝土拌合物應(yīng)有良好的可泵性。所謂可泵性是指混凝土拌合物應(yīng)具有順利通過管道，摩擦阻力小，不離析，不阻塞，粘聚性好的性能，因此不是任何一種混凝土拌和物都能泵送，不能用隨意配方得到的混凝土在泵機(jī)上作輸送試驗，否則將造成故障。

混凝土泵送施工技術(shù)已越來越多地用在我們的各類工程中，經(jīng)試驗研究和工程實踐說明，泵送混凝土不僅與砂、石、水泥、泵送劑等材料標(biāo)準(zhǔn)有密切關(guān)系，并須有連續(xù)的施工工藝，對混凝土泵輸送管的選擇布置，混凝土泵送與澆筑等要求較高。但是，有時候由于氣候等原因，產(chǎn)生溫度裂縫的情況還是時有發(fā)生的。

一、溫度裂縫產(chǎn)生的原因和特征

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓螅谟不^程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫通?？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。

二、影響因素和防治措施

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)?；炷猎胶?，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。

對于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。

（一）混凝土原材料和配合比的選用

骨料級配的選擇：骨料級配對泵送性能有很大的影響，必須嚴(yán)格控制。根據(jù)鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定，泵送混凝土骨料最大粒徑不得超過管道內(nèi)徑的1/4～1/3。如果混凝土中細(xì)骨料含量過高，骨料總面積增加，需要增加水泥用量，才能全部包裹骨料，得到良好的泵送效果。細(xì)骨料含量少，骨料總面積減少，包裹骨料的水泥漿用量少，但骨料之間的間隙未被充滿，輸送壓力傳送不佳，泵送困難。

水泥品種選擇和水泥用量控制：大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫，產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。因此，在取得設(shè)計單位的同意后，可用56d或90d抗壓強(qiáng)度代替28d抗壓強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度。

摻加摻合料：國內(nèi)外大量試驗研究和工程實踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高。

水灰比、坍落度：泵送混凝土的水灰比應(yīng)限制在0.4～0.6，不得低于0.4，水灰比大，混凝土稠度減小，流動性好，泵送壓力會明顯下降，但由于在壓力作用下，混凝土過稀，骨料間的潤滑膜消失，混凝土的保水性不好，容易發(fā)生離析而堵塞管道，因此應(yīng)限制水灰比。泵送混凝土的坍落度要適中，常用坍落度為8～15cm，以9～13cm為最佳值，坍落度＞15cm應(yīng)加減水劑。

（二）混凝土輸送泵的選型和布置

混凝土輸送泵的選擇：目前我國使用的混凝土泵機(jī)有2種，一種是帶有布料桿可行走的泵車；另一種是牽引式固定泵。泵車的機(jī)動性強(qiáng)、移動方便，但價格較貴。固定泵機(jī)動性差，布泵時需要根據(jù)施工現(xiàn)場情況進(jìn)行合理布置，但價格較低。

泵機(jī)的布置：在選擇泵機(jī)位置時，要使泵機(jī)澆灌地點最近，附近有水源和照明設(shè)施，泵機(jī)附近無障礙物以便于攪拌車行走、喂料。泵機(jī)安裝就位，最好在機(jī)架底部墊木塊，增加附著力，以保證泵機(jī)穩(wěn)定。泵機(jī)周圍應(yīng)當(dāng)有一定空間以便于人員操作。泵機(jī)安裝地點應(yīng)搭設(shè)防護(hù)棚。

泵機(jī)與攪拌車的匹配：混凝土攪拌輸送車的裝載量有5m3和6m3兩種。攪拌車在灌入混凝土后，攪拌筒做低速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為一定值，然后將混凝土運送到施工現(xiàn)場。由于攪拌站與施工現(xiàn)場有一段運送距離，并且攪拌車的出料量與泵機(jī)輸送量有一定的差值，因此存在泵機(jī)與攪拌運輸車的數(shù)量匹配問題。

（三）施工工藝改進(jìn)

1.攪拌工藝

采用2次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10%或節(jié)約水泥5%，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。

2.振動工藝

對已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行2次振動，可排除混凝土因泌水在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

3.養(yǎng)護(hù)工藝

為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差，確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫，養(yǎng)護(hù)是一個十分重要和關(guān)鍵的工序，必須切實做好?；炷琉B(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。

三、有關(guān)裂縫的處理措施

裂縫的出現(xiàn)不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況，我們要區(qū)別對待、及時處理，以保證建筑物的安全使用?；炷亮芽p的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，嵌縫法，結(jié)構(gòu)加固法。

（一）表面修補(bǔ)法

是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）嵌縫法

是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。

（三）結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采用加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。