控制混凝土施工收縮徐變的對(duì)策

魯惠玲 李本宏

（1.孝南區(qū)公路局 孝感 432100； 2.中鐵六局集團(tuán)有限公司 北京 100036）

長(zhǎng)久以來，部分施工者對(duì)混凝土收縮、徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響認(rèn)識(shí)不足。尤其是對(duì)減少混凝土收縮、徐變的措施采取不夠，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)很多問題，如連續(xù)梁梁體頂板表面、底板、節(jié)段間、縱向出現(xiàn)裂縫等，導(dǎo)致梁體內(nèi)鋼筋、鋼絞線銹蝕，梁體線型變形過大等，最后降低梁的使用壽命；混凝土的收縮、徐變一旦超過了控制范圍，構(gòu)件塑性變形過大，可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生損失，甚至在施工階段造成跨中下擾，危及梁體結(jié)構(gòu)安全。根據(jù)虎克定律，混凝土的收縮、徐變大，則產(chǎn)生的應(yīng)力就大，在應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉強(qiáng)度后，混凝土就會(huì)開裂，產(chǎn)生較大的裂縫。本文就混凝土施工需采取的相關(guān)措施予以闡述。

1 混凝土原材料的選擇

1.1 水泥品種的選擇

（1）高強(qiáng)快凝水泥雖可以使混凝土較快地達(dá)到加載時(shí)的強(qiáng)度要求，但水泥集中水化放熱，產(chǎn)生的水化熱較大，造成混凝土內(nèi)外的溫差過大，且體積急劇膨脹，散熱后其體積急劇收縮，導(dǎo)致較大的收縮徐變，產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重不符合高性能混凝土關(guān)于要求具有體積穩(wěn)定的特點(diǎn)。低熱水泥雖可以避免產(chǎn)生較大的水化熱，但早期強(qiáng)度增長(zhǎng)慢，延遲了混凝土的加載時(shí)間，將增加工序時(shí)長(zhǎng)。

（2）對(duì)水泥細(xì)度的要求建議以《鐵路混凝土驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》［1］規(guī)定300～350 m2／kg為宜。筆者認(rèn)為“《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》［2］規(guī)定，硅酸鹽水泥比表面積應(yīng)大于300 m2／kg?！辈煌住?guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB175－1999）在制定有關(guān)水泥細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，全國(guó)水泥生產(chǎn)的工藝大多較落后，細(xì)度較難達(dá)到300 m2／kg，隨著生產(chǎn)工藝水平的普遍提高，水泥細(xì)度超過350 m2／kg較為普遍。水泥細(xì)度過大則需求得用水量過大，混凝土中自由水太多，等到水分蒸發(fā)后也會(huì)產(chǎn)生較大的收縮，導(dǎo)致早期徐變過大。應(yīng)用于連續(xù)梁時(shí)，將造成線型控制難以進(jìn)行。水泥細(xì)度過小則混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)過慢，難以適應(yīng)施工進(jìn)度要求。

（3）建議采用水泥細(xì)度在300～350 m2／kg的普通水泥。

1.2 對(duì)骨料的要求

（1）骨料的材質(zhì)本身對(duì)混凝土收縮的影響取決于2個(gè)方面：①骨料吸水率；②骨料相對(duì)于硬化水泥漿的剛度。水泥漿是混凝土收縮的主要部分，骨料一般對(duì)水泥漿的收縮起制約作用，配低吸水率、高彈模骨料的混凝土將產(chǎn)生低的徐變和收縮。一般認(rèn)為，普通輕骨料混凝土的收縮與徐變比普通混凝土大。

（2）骨料對(duì)混凝土的收縮起著約束作用，其約束程度的大小取決于骨料的剛度和吸水率。混凝土中骨料的彈性模量越大，則骨料的剛度相對(duì)于水泥漿硬化后的彈性模量比例越高，則約束作用越明顯，混凝土的收縮也就越??；混凝土中骨料的吸水率越小，則吸水后骨料的剛度下降越小，混凝土的收縮也就越小。

（3）建議采用低吸水率、高彈模量的骨料。

2 混凝土的配合比設(shè)計(jì)

2.1 控制好水灰比及用水量

（1）一般水灰比較小時(shí)，混凝土中膠凝體的密度較大，而膠凝體密實(shí)則混凝土的強(qiáng)度和彈性模量會(huì)提高，相應(yīng)的收縮徐變也就變小。當(dāng)單位體積混凝土的水泥用量一定時(shí)，混凝土極限徐變程度與水灰比的平方成正比，即混凝土徐變隨著水灰比的降低而減小。

（2）用水量對(duì)水泥膠體及混凝土的干燥收縮影響較大，因?yàn)榛炷林凶杂伤嗟鹊剿菡舭l(fā)后就會(huì)產(chǎn)生較大的收縮。當(dāng)單位體積混凝土的水泥用量一定時(shí)，用水量越大則收縮也就越大。

（3）建議采用水灰比小、用水量少的配合比。

2.2 控制好膠凝材料用量

（1）單位體積混凝土的水泥用量越大，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的水化熱越大，造成混凝土的收縮和徐變?cè)酱蟆?/p>

（2）采用一定比例的粉煤灰，可降低單位體積混凝土中水泥的用量。如果粉煤灰摻入量在30%以下，可替代同等量的水泥。摻入粉煤灰后，由于其發(fā)熱速率慢，可以很顯著的降低水化熱的峰值，而且其后期反應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可降低混凝土的降溫速率，這樣就可有效地避免混凝土體積急劇的膨脹收縮。粉煤灰摻入后，可改善混凝土的工作性能，降低混凝土的強(qiáng)度離差系數(shù)，提高混凝土質(zhì)量的均勻性，從而有利于限制混凝土的收縮和徐變。

（3）建議盡可能地減少水泥用量，并摻用一定比例的粉煤灰。

2.3 適當(dāng)加大骨料的含量

（1）單位體積混凝土中骨料所占的體積比在一定范圍內(nèi)越大則越能限制水泥膠體的流動(dòng)，約束混凝土的作用越明顯，混凝土的收縮、徐變也就越小。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)骨料的絕對(duì)體積占混凝土體積從60%增至75%時(shí)，混凝土的徐變可降低50%。但對(duì)于泵送混凝土，骨料的含量過大，則不能夠滿足泵送的工作性能要求。

（2）建議適當(dāng)加大骨料的含量。

2.4 摻用合適的外加劑

（1）高性能混凝土對(duì)其初始坍落度、早期強(qiáng)度、和易性等工作性能要求很高。合適的外加劑中應(yīng)含有高效減水、緩凝、引氣等成分，應(yīng)能夠提高混凝土的初始坍落度，減水率明顯，降低水泥用量，初凝前緩凝效果明顯，終凝后早強(qiáng)效果顯著，明顯改善混凝土和易性，提高混凝土的各項(xiàng)技術(shù)性能。進(jìn)行試配試驗(yàn)，選用合適的外加劑是非常重要的工作。

2 摻用一定比例的膨脹劑后，使混凝土的膨脹性能穩(wěn)定，延長(zhǎng)其伸縮間距，補(bǔ)償收縮，防止溫差裂縫的出現(xiàn)。

（3）建議摻用合適的外加劑。

3 做好振搗、二次抹面及養(yǎng)生

（1）良好的振搗?；炷琳駬v不密實(shí)將使內(nèi)部殘存的空隙過多，必將加大混凝土的干燥速度，并且不能保證混凝土的強(qiáng)度；而良好的振搗能夠使水泥水化物中膠凝體的密度增加，既能夠提高澆筑的混凝土的強(qiáng)度，又能夠提高其彈性模量。因?yàn)樾熳兣c加載時(shí)混凝土強(qiáng)度成反比，良好的振搗就能夠使?jié)仓幕炷潦湛s徐變降低。

（2）終凝前應(yīng)二次抹面。在混凝土終凝前應(yīng)進(jìn)行二次抹面。因?yàn)榛炷猎诮K凝前基本上不具有抗拉的能力，而混凝土中的自由水因水分蒸發(fā)必然產(chǎn)生收縮，通過對(duì)混凝土進(jìn)行壓面，利用混凝土的塑性變形來克服混凝土的收縮可以有效地減少表面裂縫。

（3）養(yǎng)生。很好的覆蓋、濕潤(rùn)養(yǎng)生能保證膠凝材料水化的濕度和溫度，有利于促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，提高混凝土的密度，并保持混凝土內(nèi)外溫差不致過大，從而大幅度減少混凝土的收縮，并減少徐變。

（4）建議加強(qiáng)振搗，做好二次抹面及養(yǎng)生。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上分析，在混凝土施工中對(duì)原材料方面應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)水泥品種和骨料材質(zhì)，建議采用水泥細(xì)度在300～350 m2／kg的普通水泥，低吸水率、高彈模量的骨料；在混凝土配合比設(shè)計(jì)方面建議采用水灰比小、用水量少的配合比，盡可能地減少水泥用量，并摻用一定比例的粉煤灰，適當(dāng)加大骨料的含量，摻用合適的外加劑；在澆筑方面建議加強(qiáng)振搗，做好二次抹面及養(yǎng)生。在施工中應(yīng)用好這些對(duì)策，對(duì)確保施工混凝土的收縮、徐變控制在合理范圍內(nèi)有著重要的作用。

［1］ TB10424－2010鐵路混凝土驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

［2］ GB175－1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：人民交通出版社，1999.