預(yù)拌混凝土早期裂縫的成因及控制措施研究

黃瑞云

福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司（350028）

預(yù)拌混凝土是現(xiàn)代建筑工程的關(guān)鍵構(gòu)成要素，必須客觀審視其早期裂縫問題的類型及成因，并采取針對性的預(yù)防措施與方法，降低裂縫問題對建筑工程安全性、穩(wěn)定性造成的不良影響。

1 預(yù)拌混凝土的性能及裂縫的分類

1.1 預(yù)拌混凝土的性能

預(yù)拌混凝土是建筑工程中最為常用的建筑材料之一，是一種通過膠凝材料將骨料進(jìn)行膠結(jié)而形成的工程復(fù)合材料，其具體構(gòu)成包括水、粉煤灰、水泥、砂、石等。根據(jù)膠凝材料、摻合料、強(qiáng)度等狀況的不同，可將預(yù)拌混凝土細(xì)分為多種類型，不同類型的預(yù)拌混凝土具有不同的性能及不同的適用條件，需結(jié)合工程情況擇優(yōu)選取。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)拌混凝土的性能表現(xiàn)出諸多新特點：①高強(qiáng)度。自身承載力顯著提升，使用范圍更廣；②經(jīng)濟(jì)性。 配制中的經(jīng)濟(jì)成本投入更低，在實踐應(yīng)用中更具經(jīng)濟(jì)價值；③技術(shù)性。 對施工技術(shù)與工藝具有較高要求；④環(huán)保性。 預(yù)拌混凝土施工過程對外界環(huán)境的影響越來越小，大幅降低了環(huán)境污染程度[1]。

1.2 裂縫的分類與性質(zhì)

根據(jù)預(yù)拌混凝土自身特性，如果施工技術(shù)運用不合理、施工過程控制不科學(xué)，則極易造成各類裂縫問題。 根據(jù)裂縫深度的不同，可將裂縫分為表面裂縫、淺裂縫、深裂縫和貫穿裂縫等；根據(jù)裂縫方向的不同，可將裂縫分為縱向裂縫、橫向裂縫、交叉裂縫等；根據(jù)裂縫成因不同，可將裂縫分為荷載裂縫和變形裂縫等。 裂縫問題嚴(yán)重影響預(yù)拌混凝土強(qiáng)度，降低其承載性能，危及建筑工程的整體安全與穩(wěn)定。 長期以來，我國相關(guān)部門高度重視預(yù)拌混凝土裂縫問題的防治，相繼制定了一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，為裂縫防治提供了依據(jù)。

2 預(yù)拌混凝土早期裂縫的成因

2.1 材料因素

原材料的質(zhì)量與技術(shù)參數(shù)直接關(guān)系到預(yù)拌混凝土性能，與早期裂縫問題的出現(xiàn)密切相關(guān)。 在水泥方面，若預(yù)拌混凝土中水泥使用量過大，則在減水劑的作用下，可提高混凝土水化熱，加快表面水分蒸發(fā)、降低表面濕度，為后續(xù)早期裂縫埋下隱患。在粉煤灰方面，粉煤灰多數(shù)情況下呈顆粒狀，具有較高彈性模量，若粉煤灰性能不達(dá)標(biāo)，則其應(yīng)有性能無法得以彰顯，造成預(yù)拌混凝土收縮比例失調(diào)，無法起到特定的延緩效應(yīng)與填充效應(yīng)。 在骨料方面，若其黏結(jié)力不足，則容易導(dǎo)致預(yù)拌混凝土存在較高孔隙率，水膠比失衡，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法形成有效應(yīng)力，造成早期裂縫問題[2]。

2.2 配合比不當(dāng)

預(yù)拌混凝土對各種原材料的配合比有較高要求，必須根據(jù)建筑工程實際需求，嚴(yán)格計算各類原材料的使用量，防止因配合比失衡而造成質(zhì)量問題?？v觀當(dāng)前預(yù)拌混凝土實踐， 普遍存在著忽視配合比、配合比計算不準(zhǔn)確這一共性問題，制約著預(yù)拌混凝土應(yīng)用效果的優(yōu)化、提升。 以C30 預(yù)拌混凝土配置為例（見表 1），水泥、水、黃砂、碎石、卵石、參合料（粉煤灰）、外加劑等原材料的用量不同，所形成的配合比不同，預(yù)拌混凝土的性能也不同。

2.3 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

施工過程中需采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)措施對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。 養(yǎng)護(hù)管理的目的在于調(diào)節(jié)、控制混凝土表面水分的蒸發(fā)速度，使混凝土泌水速率、最大蒸發(fā)速率等指標(biāo)保持在合理范圍內(nèi)，防止混凝土因表面水分喪失過快而形成內(nèi)外收縮差。 實踐表明，部分工程不重視預(yù)拌混凝土施工養(yǎng)護(hù)，所采取的養(yǎng)護(hù)措施的時效性不足，導(dǎo)致早期裂縫。

3 預(yù)拌混凝土早期裂縫的控制措施

3.1 原材料控制

在預(yù)拌混凝土配制前，必須嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。 首先，在水泥選擇方面，應(yīng)盡量選擇低熱水泥品種。 不同類型、不同廠家、不同批次的水泥應(yīng)分別使用，避免混用亂用；若非預(yù)拌混凝土施工的外界環(huán)境溫度過低，則不宜采用早強(qiáng)型水泥。 其次，在礦渣粉與粉煤灰方面，應(yīng)當(dāng)匹配合適的質(zhì)量等級，以減少水泥使用量，防止預(yù)拌混凝土過度收縮。 再次，在粗細(xì)骨料方面，應(yīng)當(dāng)采取有效方法剔除其中的泥土等雜質(zhì)， 這些雜質(zhì)的存在將嚴(yán)重影響粗細(xì)骨料性能，降低其抗裂性。 此外，在外加劑方面，應(yīng)選擇具有增塑、引氣、緩凝等功能的泵送劑。 研究表明，通過提高預(yù)拌混凝土原材料質(zhì)量，可有效避免早期裂縫問題，對于提高預(yù)拌混凝土的整體性能具有關(guān)鍵作用。

表1 C30 預(yù)拌混凝土配置（坍落度150±30）

3.2 優(yōu)化預(yù)拌混凝土配合比

科學(xué)合理的預(yù)拌混凝土配合比有助于強(qiáng)化混凝土性能，可有效規(guī)避早期裂縫問題。 對此，應(yīng)對預(yù)拌混凝土配合比實施動態(tài)管理，在綜合考慮工程需求及混凝土施工強(qiáng)度等因素后，可適度提高摻合料比例、降低水泥比例。 可采用復(fù)摻方式，嚴(yán)格控制含砂率，使預(yù)拌混凝土各構(gòu)成成分產(chǎn)生理想的互補(bǔ)效應(yīng)和疊加效應(yīng)。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為優(yōu)化、控制預(yù)拌混凝土配比提供了更為豐富的技術(shù)手段，在配合比分析與檢驗中，應(yīng)積極采用新技術(shù)與新方法， 對配制完成的混凝土進(jìn)行總體檢測與分項檢測， 通過取樣試驗的方法詳細(xì)掌握其性能狀態(tài)，評估其性能參數(shù)， 若無法滿足建筑工程施工需求，則應(yīng)予以重新調(diào)整。

3.3 施工過程控制

①控制預(yù)拌混凝土施工環(huán)境。 施工環(huán)境對預(yù)拌混凝土的整體性能影響極大，必須避免在過度潮濕、高溫、干燥、強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)光等環(huán)境中施工。 若施工環(huán)境條件不理想，則應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)節(jié)，如空氣加濕、遮光擋風(fēng)等；②建立并執(zhí)行施工過程控制制度。 完善的施工管理制度在預(yù)拌混凝土施工中處于基礎(chǔ)性地位，應(yīng)結(jié)合工程實際情況，用制度化的方式將預(yù)拌混凝土的施工技術(shù)要求與任務(wù)目標(biāo)固定下來，使施工過程控制具體方法的制訂有據(jù)可依、有章可循；③強(qiáng)化施工人員專業(yè)素養(yǎng)與質(zhì)量意識，定期組織預(yù)拌混凝土施工人員參加專項培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，豐富其預(yù)拌混凝土基本理論知識，提高其實操技能，強(qiáng)化其質(zhì)量意識與責(zé)任意識，使其能夠第一時間對施工過程中發(fā)現(xiàn)的各類潛在問題做出反饋與整改，防止出現(xiàn)因隱患擴(kuò)散而造成的系統(tǒng)性、規(guī)模性質(zhì)量問題。

3.4 合理養(yǎng)護(hù)

要遵循“邊施工、邊養(yǎng)護(hù)”的基本原則，在預(yù)拌混凝土澆筑完成后及時進(jìn)行覆蓋、噴水。 對于外界環(huán)境溫度較高且空氣干燥的情況，則應(yīng)適當(dāng)提高噴水頻次，每2～3 h 噴水一次。 可綜合采用噴灑養(yǎng)護(hù)液、搭蓋保溫棚等不同方法，降低混凝土的內(nèi)外部溫差。 木模應(yīng)具備良好的保溫保濕性能，并保證足夠的拆模時間間隔。 嚴(yán)格落實混凝土養(yǎng)護(hù)責(zé)任，制訂切實可行的養(yǎng)護(hù)管理方案，對具體養(yǎng)護(hù)要求與標(biāo)準(zhǔn)做出詳細(xì)規(guī)定，提高責(zé)任落實執(zhí)行力；以養(yǎng)護(hù)效果為依據(jù)， 對養(yǎng)護(hù)責(zé)任人進(jìn)行定性與定量考核；找準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)過程中存在的通病問題，采取切實可行的應(yīng)對措施予以解決。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前技術(shù)條件下，造成預(yù)拌混凝土早期裂縫問題的原因是多方面的，既有原材料因素，也有人為操作因素。 因此，技術(shù)人員應(yīng)從建筑工程的客觀需求出發(fā)，充分遵循預(yù)拌混凝土應(yīng)用基本規(guī)律，創(chuàng)新裂縫控制理念，強(qiáng)化預(yù)拌混凝土施工過程控制，從提高原材料質(zhì)量、優(yōu)化混凝土配比及加強(qiáng)施工過程控制等方面，切實降低裂縫問題出現(xiàn)概率，為提高建筑工程質(zhì)量奠定堅實基礎(chǔ)，為促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)和諧穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。