論泵送砼施工中裂縫產生的原因及防范策略

　　論文摘 要：本文首先闡述泵送砼的特點，進而闡述泵送砼產生裂縫的類型及其成因，最后提出泵送砼裂縫的防范策略，以供參考。

泵送砼是施工技術進步發(fā)展而來的一項施工技術，它可一次連續(xù)完成水平和垂直運輸，并可連續(xù)澆筑，具有工藝簡單、施工速度快、適用范圍廣、占用場地小、操作便捷、大大降低勞動強度等優(yōu)點，在高層、橋梁、地鐵等工程中被廣泛應用。但由于泵送混凝土本身的工藝特點及施工工藝等原因，泵送砼施工的工程往往會出現(xiàn)一些裂縫，其在很大程度上影響結構的抗?jié)B和耐久性能。本文就泵送砼施工易產生裂縫的原因和防范措施進行探討，以供參考。
　　1 泵送砼的特點
　　1.1水泥用量多：為保證砼具有良好的可泵性，強度等級為C20～C60的砼中水泥用量一般為350～550kg/m3；最小水泥用量宜為300kg/m3；
1.2砂率高、用砂量多：為保證砼的流動性、粘聚性和保水性及便于運輸、泵送和澆筑，泵送砼的砂率要比普通砼流動性大，約為38％～45％；通過0.315篩孔的砂不應小于15％；
1.3粗骨料粒徑較�。簽闈M足泵送要求粗骨料粒徑往往較小，碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，泵送砼的石子粒徑不得大于泵送管道直徑的1/4；
1.4添加劑：為改善砼性能，節(jié)約水泥和降低，施工時常摻加粉煤灰、礦渣等；
1.5水灰比宜為0.4～0.6；砼的坍落宜為80～180mm；
1.6泵送劑：多為高效減水劑、復合緩凝劑、引氣劑等，對砼拌和物流動性和硬化性能有影響，因而對裂縫也有影響；
2 泵送砼產生裂縫的類型及其成因
2.1因素引起的溫度裂縫
水泥水化過程中產生大量的熱量，每立方米砼將放出17500～27500kJ的熱量，砼內部溫度升高30℃左右，—般在1～3d即釋放50%以上熱能。大體積砼，其形成的溫度應力與其結構尺寸有關。在一定尺寸范圍內，砼結構尺寸越大，溫度應力也越大，因而引起裂縫的危險性也越大。
2.2砼塑性（沉陷）收縮裂縫
在板、墻等表面系數(shù)大的結構中使用泵送砼現(xiàn)澆施工，會經常出現(xiàn)一種早期裂縫。當砼沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎沉陷所引起的裂縫。
2.3砼的干縮裂縫
干燥收縮的主要原因是砼在硬化后較長時間產生內水分蒸發(fā)引起的。砼的干燥收縮主要是由于水泥石干燥收縮造成的，砼的水分蒸發(fā)、干燥過程是由表及里逐漸發(fā)展的。
砼的干縮裂縫發(fā)生在表層很淺的位置，裂縫細微，有時呈平行線狀或網(wǎng)狀，常常不被人們注意。但須注意的是，干縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結構的抗?jié)B性和耐久性，也會使大體積砼的表面裂縫發(fā)展成為更嚴重的裂縫，影響結構的耐久性和承載能力。
　3 泵送砼裂縫的防范策略
3.1砼內部的溫度與砼厚度及水泥品種、用量有關。在添加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。另外，在施工時，可充分利用砼后期強度，或是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。
3.2砼的干燥收縮受用水量的影響最大。因此，應嚴格控制泵送砼的用水量，即在砼配合比設計中，應盡可能將單方砼用水量控制在170kg/m3以下。
3.3選用合理的粗細骨料
3.3.1粗骨料：根據(jù)結構最小斷面尺寸和泵送管道內徑，選擇合理的最大粒徑，盡可能選用較大的粒徑。實驗表明：粗骨料5～40mm粒徑可比525mm粒徑的碎石或卵石砼可減少用水量6～8kg/rn3，降低水泥用量15kg/m3，因而可減少泌水、收縮和水化熱；
3.3.2細骨料：以級配良好的中砂為宜，采用細度模數(shù)2．8的中砂比采用細度模數(shù)2.3的中砂，可減少用水量20～25kg/m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化熱、砼溫升和收縮。所以選用合理砂率是必要的。如果砂率過大，就會影響砼的工作性和強度，而且能增大砼的收縮和裂縫。
3.4摻加摻合料
3.4.1大量試驗研究和工程實踐表明，砼中摻入一定數(shù)量優(yōu)質的粉煤灰后，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，起到潤滑作用，可改善砼拌和物的流動性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。砼在1～28天齡期內，添加粉煤灰的百分數(shù)大致就是溫度和水化熱降低的百分數(shù)，即摻加20％粉煤灰的水泥砼，其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥砼的80％，可見添加粉煤灰對降低砼的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。
3.4.2在砼中添加具有減水、增塑、緩凝、引氣的外加劑，可以改善砼拌和物的流動性、粘聚性和保水性。同時，摻加外加劑，可使砼密實性好，可有效地提高砼的抗碳化性，可改善水泥漿的稠度，可提高水泥漿與骨料的粘結力，并可有效地提高的砼抗拉強度，提高其耐久性。但在選用外加劑時，須注意的是，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。
3.5改善攪拌工藝
采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水份聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結構致密、粘結力增大，從而提高砼強度10％或節(jié)約水泥5％，并進一步減少水化熱和裂縫。另外，砼攪拌時間要適當，攪拌時間過短、過長，都會造成拌和物均勻性變壞而增大沉陷。
3.6嚴格控制和改善澆筑工藝
3.6.1合理安排施工工藝，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。砼澆筑前，應根據(jù)結構物結構尺寸、澆注面積的大小及約束情況等合理進行砼澆筑的工作面劃分，保證分層分塊滿足設計及規(guī)范要求；大體積砼分層分塊不宜過厚過大，以避免產生溫度裂縫；
3.6.2振搗時間以10～15s/次為宜。對已澆筑的砼，在砼澆筑1～1.5h后，在終凝前進行二次振搗，表面壓實，可排除砼因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結力和抗拉強度，并減少內部裂縫與氣孔，提高抗裂性。
3.6.3為了控制砼的總溫升，減少大體積工程構件的內外溫差，控制砼的出機溫度和澆筑溫度是一個重要措施。根據(jù)（DLT5144-2001）《水工混凝土施工規(guī)范》中的規(guī)定：高溫季節(jié)施工時，砼最高澆筑溫度應≤28℃�；蛟谏笆�堆場搭設簡易遮陽棚并采用地弄供料，必要時可向料堆噴水，在攪拌砼時加冰塊拌和，對降低砼入倉溫度十分重要。
3.6.4砼澆筑時，下料不宜太快，防止堆積或振搗不充分。
3.7規(guī)定合理的拆模時間，及時進行表面保溫
在泵送砼的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的砼盡早拆模。當砼溫度高于外界氣溫時應適當考慮推遲拆模時間，以免引起砼表面的早期裂縫。同時，在拆模時，為避免表面溫度驟降而引起溫度梯度，可在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫，如泡沫海綿等，從而防止砼表面產生過大的拉應力，防止裂縫的產生。
3.8注重澆筑完畢后養(yǎng)護
砼養(yǎng)護主要是保溫和保濕，以減少砼表面的熱擴散，降低砼表層的溫差，減少砼的干燥收縮，防止表面裂縫。必要時可以埋管在砼內通水冷卻降溫，效果十分明顯。在寒冷季節(jié)，砼表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。
4 結束語
綜上所述，泵送商品混凝土，因水泥用量多，單位用水量大，對砂率的要求又較高又添加化學外加劑，致使砼干燥收縮，產生裂縫的潛在危險較大，應引起足夠重視。為此，在施工時，應選用適宜的水泥品種、減小水泥用量、選用合理的粗細骨料、摻加摻合劑、改善攪拌工藝、嚴格控制和改善澆筑工藝、規(guī)定合理的拆模時間及注重澆筑完畢后養(yǎng)護等，以提高混凝土的密實性和抗拉強度，防止裂縫的產生。
參考文獻：
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