泵送混凝土塑性沉降裂縫的分析與防治

張永新

（龍巖恒達(dá)工程有限公司 福建 龍巖 364000）

泵送混凝土塑性沉降裂縫的分析與防治

張永新

（龍巖恒達(dá)工程有限公司 福建 龍巖 364000）

本文對(duì)泵送混凝土塑性沉降裂縫的產(chǎn)生原因、危害加以闡述，提出防治措施

泵送混凝土；不均勻沉降；防治措施；二次振搗

前言

泵送混凝土的施工工藝因其具有靈活、高效、施工強(qiáng)度大的特點(diǎn)，在大型混凝土工程的施工過程中被普遍采用。由于泵送混凝土需要具有較大的流動(dòng)性和粘聚性的施工要求，常常在板或墻面的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生各種類型的裂縫，其中的早期沉降收縮裂縫就是其中的一種。本文就對(duì)泵送混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的沉降收縮裂縫的產(chǎn)生原因及防治措施進(jìn)行論述，希望能對(duì)今后的泵送混凝土施工起到指導(dǎo)的作用。

一、裂縫的特點(diǎn)

這種裂縫常常位于鋼筋上部、結(jié)構(gòu)變截面的地方，有規(guī)律性，裂縫中部較寬而端部較窄，長(zhǎng)度隨混凝土內(nèi)鋼筋的布置和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同而不同，深度一般從混凝土表面一直發(fā)展到鋼筋的上表面，裂縫寬度因混凝土構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)及混凝土自身組成的不同而存在差異。裂縫發(fā)育時(shí)間長(zhǎng)，只有當(dāng)水泥水化產(chǎn)生的膠結(jié)強(qiáng)度足以阻止固體顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者當(dāng)固體顆粒經(jīng)沉淀密實(shí)已不再運(yùn)動(dòng)時(shí)，裂縫發(fā)育才最終停止。

二、原因分析

塑性沉降裂縫是由于固體顆粒沉降時(shí)受到不同程度的阻礙導(dǎo)致沉降不均而產(chǎn)生的?，F(xiàn)將混凝土沉降裂縫產(chǎn)生的各種常見原因具體分析如下：

1.混凝土固有的泌水特性促成了混凝土塑性沉降裂縫的產(chǎn)生因泵送混凝土具有較多的水分，泌水對(duì)其沉降裂縫的產(chǎn)生起到至關(guān)重

要的作用。泌水是指混凝土澆筑成型后尚未凝結(jié)硬化之前，混凝土內(nèi)部水分從混凝土中遷移出來的一種現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诨炷涟韬衔锏母鹘M分中水的密度較小，在混凝土澆筑完畢后，部分密度較大的粗骨料及固體顆粒還會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，而混凝土中的部分自由水則被迫向上移動(dòng)，泌到混凝土的外表面，稱為外泌水；另一部分則被截留在鋼筋及粗骨料下面的空隙內(nèi)，形成水囊。待水分蒸發(fā)后，在此水囊處產(chǎn)生孔隙，這部分水稱為內(nèi)泌水。泌水是混凝土內(nèi)部顆粒運(yùn)動(dòng)的外在表現(xiàn)，它使混凝土的體積縮小，促成了混凝土塑性沉降裂縫的產(chǎn)生。

2.混凝土內(nèi)部微觀應(yīng)力的影響

混凝土是由氣、液、固三相組成的非均質(zhì)不等項(xiàng)的混合材料，在混凝土的凝固過程中，水泥的水化作用最終將水泥砂漿與骨料粘結(jié)在一起，隨著水分的減少，包裹在骨料外面的砂漿失水收縮，而骨料的收縮性很小，這樣，就會(huì)在骨料周圍產(chǎn)生微觀應(yīng)力場(chǎng)，并在局部發(fā)展成為微觀裂縫，如果微觀裂縫進(jìn)一步發(fā)展，就會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，加劇了沉降裂縫的產(chǎn)生。

3.混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋阻礙的影響

由于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋或固定模板用的螺拴阻礙了鋼筋上部混凝土的沉降，而位于鋼筋兩側(cè)沒有受到阻礙作用的混凝土則繼續(xù)下沉，于是，形成了凹凸不平的混凝土表面，因鋼筋兩側(cè)骨料的下沉，使鋼筋上部混凝土受到拉力作用并產(chǎn)生負(fù)彎距，隨著混凝土的硬化及內(nèi)部固體顆粒的不斷下沉，彎距亦不斷增大，當(dāng)彎距大于受力處混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)在混凝土表面出現(xiàn)裂縫，并隨著裂縫的發(fā)育，最終可形成可貫穿至鋼筋表面與鋼筋走向大致相似的沉降裂縫。此外，由于鋼筋對(duì)固體顆粒及骨料的阻礙作用，骨料對(duì)水分及空氣的吸附作用，會(huì)在鋼筋及骨料下面形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的空隙夾層。

4.混凝土結(jié)構(gòu)的自身的特點(diǎn)所產(chǎn)生

因混凝土構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)需要而導(dǎo)致混凝土澆筑厚度不均的現(xiàn)象相當(dāng)普遍?；炷恋臐仓穸炔痪够炷翝仓^厚的地方的沉降量大于薄處的沉降量，在薄厚混凝土交接處易產(chǎn)生沉降裂縫。

5.混凝土組成材料對(duì)沉降裂縫的影響

由于混凝土骨料的級(jí)配不良，混凝土密實(shí)度不夠，澆筑成型后，下沉量增大、固體顆粒遷移時(shí)間延長(zhǎng)；骨料粒徑過細(xì)，針片含量大，混凝土單方用水量用灰量增多，混凝土收縮沉降量增大，收縮時(shí)間延長(zhǎng)；含水量大，泌水顯著，增大了混凝土沉降量等原因，都對(duì)混凝土沉降裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展產(chǎn)生影響。

6.施工方法的原因

在泵送混凝土的實(shí)際施工過程中，拆管移管次數(shù)太少，布料過于集中，大量混凝土從一點(diǎn)澆筑，再用振搗棒拖勻；或下料高度大于2m時(shí)，未按規(guī)定安裝溜管而是拋筑混凝土；振搗過程中，操作不規(guī)范，過振、漏振等都將影響混凝土的均勻性，增大收縮沉降的可能性。

三、預(yù)防措施

針對(duì)由于混凝土密實(shí)度不夠，下沉不均造成的裂縫，可以采用如下處理辦法預(yù)防：

1.要嚴(yán)格控制混凝土單位用水量在170kg/m3以下，水灰比在0.6以下，在滿足泵送和澆筑要求時(shí)，宜盡可能減少混凝土坍落度。

2.采用級(jí)配良好的骨料?？刂乒橇现械暮嗔吭谝?guī)范要求之內(nèi)。

3.在滿足使用要求的前提下，盡量使用同截面鋼筋，正確綁扎鋼筋，避免因綁扎不當(dāng)造成鋼筋表面平整度不足，凸凹不平。

4.混凝土的攪拌時(shí)間根據(jù)配合比及混凝土的實(shí)際特點(diǎn)嚴(yán)格控制，避免攪拌時(shí)間過長(zhǎng)或過短影響混凝土的均勻性。

5.澆筑混凝土?xí)r，合理布料，避免堆積產(chǎn)生振搗不足的現(xiàn)象。

6.已有經(jīng)驗(yàn)證明，混凝土凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，沉降量也相應(yīng)增大，所以要盡量縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間。

7.合理利用外加劑和摻和料，正確控制其在混凝土中的用量。

8.嚴(yán)格禁止混凝土在泵送過程中為求操作方便而現(xiàn)場(chǎng)隨意加水。

9.在混凝土澆筑過程中，振搗棒應(yīng)快插慢拔，振搗密實(shí)，保證振動(dòng)時(shí)間，防止漏振。變截面處宜分層澆筑、振搗。在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗，加速混凝土的下沉，減少自然下沉量，減小混凝土的后期沉降量。

10.在整個(gè)施工及養(yǎng)護(hù)過程中，模板和支護(hù)仔細(xì)檢查，防止模板變形、移位。

11.合理制訂拆模時(shí)間，并嚴(yán)格遵守，防止過早拆模。

12.對(duì)地基承載力進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算，必要時(shí)對(duì)地基采取適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)或進(jìn)行換基處理。

13.及時(shí)養(yǎng)護(hù)，需要時(shí)可在混凝土中摻加纖維，提高混凝土的抗折強(qiáng)度和初裂韌度，避免因其它裂縫的產(chǎn)生而誘發(fā)沉降裂縫的出現(xiàn)。

四、處理辦法

如若帶有裂縫的混凝土已經(jīng)硬化，為改善混凝土結(jié)構(gòu)的美觀，保證建筑物質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理。

1.表面抹漿修補(bǔ)

將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫方向鑿V形凹槽，沖洗干凈后，先刷一層水泥凈漿，然后用1:2-1:2.5水泥砂漿分層涂抹，并壓實(shí)抹光。

如有防水要求，用水泥凈漿和1:2.5水泥砂漿交替抹壓，并及時(shí)覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)。也可在砂漿中摻入水泥重量的1%-3%的氯化鐵防水劑，起到促凝和提高防水性能的效果。

如裂縫較小，數(shù)量不多時(shí)，也可以將水泥和膨脹劑的混合物材料填充到裂縫中進(jìn)行修補(bǔ)。

2.裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響時(shí)，或結(jié)構(gòu)有防水防滲要求時(shí)，常采用內(nèi)部修補(bǔ)法和灌漿法。其中灌漿法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

內(nèi)部修補(bǔ)法：要求在裂縫處鑿深度為40mm、寬度為40mm-60mm的V形凹槽，且槽口較小的一側(cè)同水壓的方向，無水壓時(shí)可為上部端口小于下端或上下一致，然后根據(jù)水壓及現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定的膠質(zhì)堵塞材料的實(shí)際厚度置于凹槽的最底層，再沿剔鑿好的V形縫設(shè)一層粘結(jié)層,最后用水泥砂漿封堵。

灌漿法：利用壓力設(shè)備將水泥漿灌入裂縫內(nèi)的方法，這種處理方法難度較大，

3.置換法：對(duì)于裂縫形成時(shí)間早，裂縫周圍混凝土或鋼筋結(jié)構(gòu)已遭破壞且情況嚴(yán)重時(shí)，可用置換法處理。剔除原有混凝土，對(duì)已損壞的鋼筋及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理后，根據(jù)結(jié)構(gòu)的耐久性、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、彈性模量、強(qiáng)度等實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)闹脫Q材料，并及時(shí)養(yǎng)護(hù)粉刷。

五、結(jié)束語(yǔ)

泵送混凝土沉降裂縫的出現(xiàn)，主要是由于混凝土流動(dòng)性較大，內(nèi)部骨料及固體顆粒遇到不同程度的阻礙所造成的，裂縫的完全避免是不可能的，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)根據(jù)這一特點(diǎn)，分析并制訂切實(shí)可行的施工方案，預(yù)防為主，盡量減少、減輕修補(bǔ)工作量。

[1]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究發(fā)展 [B].混凝土，2002，（5）

[2]徐錚澄.商品混凝土裂縫的成因與防治 [B].混凝土.2002，（5）

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1007-6344（2016）03-0332-01

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