泵送混凝土與裂痕類型的關(guān)系

泵送混凝土與裂縫類型的關(guān)系城市現(xiàn)代化建設(shè)正向新的領(lǐng)域發(fā)展，在高性能混凝土高強度、高流動性的研究方面取得了顯著成果。本世紀高性能聚羧酸外加劑在泵送混凝土中的應用，水膠比最小達到0．25，混凝土抗壓強度達到了110MPa以上。泵送混凝土具有便于城市運輸，便于垂直供料，已是當代建設(shè)不可缺少的主要方式。隨著商品混凝土的發(fā)展，混凝土塑性收縮裂縫及其它原因引起的裂縫卻日益突出，成為影響工程結(jié)構(gòu)耐久性的焦點，也是當前工程技術(shù)人員十分關(guān)注的問題。一、產(chǎn)生裂縫原因分析根據(jù)筆者近幾年對本市現(xiàn)澆混凝土工程裂縫長度、寬度、深度檢測，對裂縫的種類歸納為：混凝土收縮有早期收縮，它包括塑性收縮、干燥收縮和化學收縮，溫度變形收縮及碳化收縮。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因又分為：結(jié)構(gòu)不均勻沉降裂縫、外力結(jié)構(gòu)荷載作用裂縫、混凝土粗骨料塑性沉降裂縫、溫差裂縫、收縮裂縫、干燥裂縫及凍融侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鋼筋銹蝕等引起的裂縫。早期收縮—早期混凝土由于技術(shù)或施工不當引起的缺陷將使混凝土的質(zhì)量遭受不可彌補的損害。早期收縮是引起混凝土早期開裂的主要原因，因此時的混凝土抗拉強度較低、抵抗力很弱。1．塑性收縮裂縫。由于新澆筑的混凝土骨料下沉，引起泌水，一般發(fā)生在新拌混凝土3～12h以內(nèi)，在終凝前比較明顯。因此，混凝土塑性收縮裂縫是混凝土在塑性狀態(tài)時表面失水過快造成的。2．干燥收縮裂縫。新拌混凝土處于干燥環(huán)境，在凝結(jié)過程中內(nèi)部水分蒸發(fā)，是引起混凝土體積變化的主要因素。混凝土在凝結(jié)硬化強度增長階段，除水泥水化所需的內(nèi)部水分外，多余的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)，導致混凝土干燥收縮。另外，在混凝土毛細管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細管內(nèi)負壓增大，也使混凝土產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，當收縮變形導致的收縮應力大于混凝土的抗拉應力時，混凝土就會產(chǎn)生由表面向結(jié)構(gòu)縱深發(fā)展的干燥收縮裂縫。在混凝土達到終凝時間后，混凝土外部不能及時補充水分養(yǎng)護，環(huán)境的相對濕度越低，混凝土的干燥收縮程度也就越大。影響混凝土干燥收縮裂縫的主要原因是水泥用量、水泥品種、水灰比、骨料的種類和粒徑、砂率等。成型后的混凝土早期養(yǎng)護的溫度和濕度至關(guān)重要。一般條件下，混凝土的極限干縮值為(50～90)×l0-5)左右，即收縮系數(shù)0.5～0.9mm/m。3．化學收縮裂縫。由于水泥水化生成物的體積比反應前物質(zhì)總體積小，而引起混凝土的收縮，稱為化學收縮又稱為自身收縮?；瘜W收縮導致出現(xiàn)裂縫，主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越大，混凝土的收縮就越大。目前，天津市由傳統(tǒng)的現(xiàn)場自攪拌轉(zhuǎn)化為商品混凝土集中攪拌，大流動性泵送混凝土水泥漿量增加，骨料粒徑減小，水泥漿量是決定自收縮變形大小的主要因素。高強度混凝土增加水泥用量和提高水泥細度，當磨細礦渣粉和粉煤灰超量加入，導致毛細孔隙的平均直徑變小，使混凝土內(nèi)部最大拉力增加，混凝土自身收縮加大，當自身收縮應力超過該結(jié)構(gòu)混凝土極限抗拉強度時，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。4．地基不均勻沉降及骨料沉降裂縫。(1)因地基沉降或支座沉降不均勻造成的墻體裂縫。(2)基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應力，導致結(jié)構(gòu)開裂。(3)建筑物下采用同一種基礎(chǔ)，如基底標高差異太大，也會引起地基不均勻沉降。(4)建筑物地基建在砂礫層、回填土層上，如基底處理不規(guī)范也會發(fā)生不均勻沉降。(5)冬施季節(jié)地基凍脹，建筑物施工階段或建成后原有地基發(fā)生變化也會引起建筑物不均勻沉降；以上種種情況均會導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，一般早期不易發(fā)現(xiàn)，但如果發(fā)生則后果嚴重。目前在本市的框架剪力墻結(jié)構(gòu)檢測過程中，發(fā)現(xiàn)地下室剪力墻及主體結(jié)構(gòu)標準層中剪力墻出現(xiàn)不同程度的水平及豎向裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因是由于地下室屬連續(xù)超靜定結(jié)構(gòu)，墻體受到下部基礎(chǔ)底板和上部樓板或梁的約束，當墻體混凝土收縮變形產(chǎn)生內(nèi)應力大于混凝土早期抗拉強度時，則墻體混凝土就會出現(xiàn)開裂。同時，由于泵送混凝土配合比中水泥漿體、磨細礦渣粉、粉煤灰等膠結(jié)材與粗細骨料顆粒組份的比重不同，會發(fā)生石子的沉降，膠結(jié)體上浮，導致材料的不均勻沉降與表面議水現(xiàn)象的發(fā)生。在施工過程中澆筑墻體高度不符合要求時，一次性投料過大，在振搗過程中骨料下沉，在初凝前混凝土處于塑性狀態(tài)骨料會繼續(xù)下沉，漿體上浮，當下沉的粗骨料受到水平綁扎的鋼筋阻攔時，就會與周圍的混凝土形成沉降差，因此，墻體就會造成塑性沉降裂縫。5．溫差裂縫。在水泥水化過程中必然導致水化升溫，尤其在大體積混凝土中晝夜溫差引起的溫度應力作用使混凝土出現(xiàn)開裂。升溫階段一般在2～5天達到峰值，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，當溫差超過25℃時，就會產(chǎn)生溫度應力與應力變形，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力，當混凝土內(nèi)部應力超過表面混凝土抗拉強度極限時，則會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。混凝土的溫度變形系數(shù)為a=10×10-6/℃，即每升降1℃，每m脹縮0.01mm。6．混凝土級配不合理，所用原材料質(zhì)量不符合要求造成的裂縫?；炷链旨毠橇霞壟洳缓侠?，造成粗細骨料之間孔隙率大，混凝土中游離水隱藏量多，水分蒸發(fā)后形成一定的孔隙與貫通的毛細孔道，會導致混凝土強度下降出現(xiàn)裂縫。當原材料中砂、石含泥量、泥塊含量偏高時，經(jīng)原材料攪拌個別部位會在骨料之間形成一種泥漿膜，它會降低水泥石與骨科的粘結(jié)強度，使抗壓強度、抗剪強度降低，導致混凝土早期裂縫，并會發(fā)展為貫通性裂縫。當砂子細度模數(shù)偏低，石子粒徑偏小，就會增加水泥用量和用水量；水泥用量越多，用水量越大，混凝土干縮也就越大，出現(xiàn)裂縫的概率也就越大。另一個原因是機制人工砂中石粉含量過高會引起混凝土早期膨脹增大，使混凝土產(chǎn)生裂縫。7．施工過程不當造成的裂縫。當混凝土結(jié)構(gòu)未合理選擇澆筑方案，剪力墻一次性投料過高會導致粗骨料下沉，漿體上浮產(chǎn)生混凝土離析，造成塑性沉降裂縫。振搗過程中做不到快插慢拔，氣泡不能充分排出，振搗棒有拖帶現(xiàn)象，均會造成裂縫出現(xiàn)。當混凝土澆筑時，不是從同一方向澆筑，而是相向澆筑時，混凝土終凝后中間鋼筋受到兩個方向的拉應力，會對中部的混凝土產(chǎn)生約束，導致混凝土受拉產(chǎn)生裂縫。春冬季風大，氣候干燥，混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后，當溫度低在不便于澆水養(yǎng)護條件下，又不及時用塑料薄膜覆蓋纏繞，導致混凝土結(jié)構(gòu)失水過快，直接影響混凝土的抗裂能力，出現(xiàn)不同程度的塑性收縮裂縫，并對混凝土強度增長相應造成影響。夏季混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后，因氣溫過高，在混凝土初凝后如不注重覆蓋，不及時澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護周期不能滿足規(guī)定齡期要求，就會造成混凝土失水過快或達不到水化要求，造成混凝土強度增長不利和收縮應力加大，會過早地出現(xiàn)裂縫?；炷脸霈F(xiàn)裂縫是不可避免的，混凝土收縮是混凝土材料本身固有的一種物理現(xiàn)象，其微觀裂縫是由本身物理力學性質(zhì)決定的，但可以通過合理調(diào)整混凝土配合比設(shè)計，提高混凝土生產(chǎn)質(zhì)量。設(shè)計過程中根據(jù)工程結(jié)構(gòu)條件采取“抗放結(jié)合”的綜合措施，超長結(jié)構(gòu)可采取后澆帶或膨脹加強帶方法施工，盡量減少側(cè)壁長度。在相同的配筋率下，選擇細筋密布配筋，重視水平分布筋的配筋率。加強混凝土施工質(zhì)量來控制高強混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫的有害程度，滿足建筑使用功能的要求。1．攪拌站混凝土設(shè)計質(zhì)量控制。商品混凝土的合理設(shè)計首先是混凝土配合比設(shè)計與材料制定，單方混凝土水泥用量應合理，水泥用量大，用水量大，水泥漿體體積大，收縮亦大。從理論上講，混凝土中摻加水泥過多，不僅使其產(chǎn)生大量的水化熱和較大的溫度應力，而且還會使混凝土產(chǎn)生較大的收縮質(zhì)量問題，水泥細度愈大，干縮率愈大。從工程實踐經(jīng)驗證明，在配制高強混凝土時，如果混凝土強度等級在C50～C80之間時，水泥用量宜控制在400～500kg/m3，當混凝土強度等級大于C80，水泥用量宜控制在500～550kg。當每立方米混凝土水泥用量超過550kg時，強度增長并不明顯，并會使混凝土加大收縮。在配制泵送混凝土時，可通過摻加硅粉、礦渣粉、粉煤灰等礦物料來提高混凝土強度?；炷了冶仁怯绊憦姸群土芽p的主要因素之一。水灰比大的混凝土其收縮亦大，也就是越容易產(chǎn)生裂縫。塑性沉落裂縫、干燥收縮裂縫都是由于混凝土單方用水量過大，混凝土稠度過低、塌落度過大、水分蒸發(fā)過快造成的。因此，在保持合適的工作性始終不變的條件下，只要能達到泵送的條件，水灰比應當盡可能低，嚴格控制混凝土水灰比即嚴格混凝土的用水量是減少裂縫的根本措施。另外，對于大跨度的現(xiàn)澆板、超長剪力墻結(jié)構(gòu)等，可以在混凝土中加入一定比例的碳纖維、聚丙烯纖維來阻止裂縫的發(fā)生。纖維的摻入可以在混凝土中起到一種亂向支撐作用，能改善混凝土早期泌水性，阻止混凝土發(fā)生塑性沉降，有利于提高混凝土的抗拉、抗折強度，從而有效地防止混凝土發(fā)生塑性收縮和早期干縮裂縫。2．混凝上攪拌站材料質(zhì)量控制。商品混凝土攪拌站應嚴格控制原材料的質(zhì)量，在選用水泥方面應優(yōu)先選用低熱、低收縮量水泥。夏季優(yōu)先選用低熱礦渣硅酸鹽水泥，水泥細度應符合國家標準，細度大的水泥易產(chǎn)生干燥收縮裂縫。在選用骨料方面，粗細骨料的含泥量應盡可能低，應滿足國家標準要求，因為泥的膨脹性大于水泥的膨脹性，并且含泥量大的砂石與水泥粘結(jié)界面強度低，粘結(jié)力弱，影響混凝土抗拉強度，使混凝土產(chǎn)生裂縫。在使用機制人工砂時應盡量避免單一使用，應與河砂按最佳比例混合使用。機制人工砂石粉含量應嚴格控制，應符合GB／T14684—2001·5·2·2建筑用砂石粉含量規(guī)定要求，防止因石粉含量超標而引起混凝土早期膨脹而產(chǎn)生裂縫。另外，攪拌站粗、細骨料場地堆放，應保障粗、細骨料的連續(xù)級配穩(wěn)定，粗、細骨料堆放高度應有控制，不易過高，砂、石粗顆粒滾落到底部會造成上部顆粒細，下部顆粒粗。材料不穩(wěn)定會造成混凝土離析，強度偏低，也會增大混凝土出現(xiàn)裂縫的機率。因此，加強對料場的管理意義十分重大。在混凝土砂率設(shè)計方面，應優(yōu)先選用最佳砂率，一般泵送混凝土可控制在38％-43％之間，砂率過小混凝土容易產(chǎn)生離析，不宜泵送。砂率過大，會降低混凝土的工作性和強度，并能增大混凝土的收縮和裂縫。粗骨料應根據(jù)混凝十構(gòu)件的最小斷面尺寸和泵送管內(nèi)徑來確定，一般情況下粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比不宜大于1.3，選擇合理的最大粒徑，優(yōu)先選用連續(xù)級配的粗骨料，即降低水泥用量，減少泌水、收縮和水化熱。細骨料應優(yōu)先選用級配良好的中、粗砂，細度模數(shù)在2.6～2.8之間為最佳。還可以在混凝土中摻加適量的磨細礦渣粉、粉煤灰和外加劑。磨細礦渣粉可以降低混凝土的水化熱，提高混凝土的后期強度，節(jié)約水泥，降低造價。粉煤灰可以降低混凝土拌合物的屈服剪切應力，大大提高混凝土拌合物的坍落度，改善和提高新拌混凝土和硬化混凝土的性能，改善混凝土的和易性及可泵性，降低水化熱，降低泌水率和干縮程度，減少在管道中的堵塞和分離，降低混凝土與管壁的阻力，從而提高混凝土拌合物的流動性和穩(wěn)定性。粉煤灰顆粒在泵送過程中起著“滾珠”效應。3．施工方法預防及施工質(zhì)量控制。施工隊伍應盡量減少混凝土施工縫的留置，如必須留置時，應合理設(shè)置施工縫位置，避開應力集中和結(jié)構(gòu)剛度比較弱的部位。在澆筑時，應采用連續(xù)流水施工，從一端向另一端澆筑，不允許從兩端相向澆筑。桐澆付筑完畢時后，應果留足下是道工序術(shù)間歇時蚊間，控腔制施工唯荷載，畫不允許嚷在現(xiàn)澆請混凝土婚上部碼牙放建筑冰材料，暖避免集骨中載荷歲，不允彼許超載瓜施工。姥拆模時敵，要按高混凝土鳥強度要聞求，合晃理安排灑拆模時咳間，不卷允許提艦前拆模沫。塘超會長混凝機土結(jié)構(gòu)咸，應按鑼設(shè)計要挨求留置聚后澆帶末，達到茶混凝土逗溫度收蘿縮應力寫與混狼凝土強劈度的抗受衡穩(wěn)定涼后，再疏進行后襯澆帶混討凝土施梨工，后慰澆帶混歉凝土應批加晶12酷魔％悼的艇UE嘩A撈榜膨脹劑譽。梢夏嫂季對于玻大體積費混凝土付所用砂格、石應孫采取物譯理降溫麗，水泥救應優(yōu)先蓬選用低遭熱礦渣械水泥，兔外加劑軌宜選用臉緩凝型攀減水劑榮。嚴格疏管理混袋凝土澆顛筑時間貝及入模旱溫度，枯有培條件最刷好是夜旦間澆筑從，嚴格祥控制混查凝土的矛澆筑速雜度，控嫌制好現(xiàn)房澆混凝對土的內(nèi)撥外溫差找，重點貴工程大相體積混免凝土應薯埋設(shè)管尊道循環(huán)塊降溫，關(guān)并做好做溫度觀壤測記錄和。為使予大體積薦混凝土僵的內(nèi)外奶溫差降亦低，可擴采用混扇凝土表調(diào)面保溫程方法，沖使混凝遞土內(nèi)外犬溫度降祝低。緊鋼鈴筋混凝梁土施工注驗收規(guī)廊范細GB喪502備04新稻要求，偏應嚴格畫控制現(xiàn)飾澆混凝習土鋼筋夸保護厚茅度，對科于梁、緩板結(jié)構(gòu)刮，特別抗是懸挑誕結(jié)構(gòu)，紋在施工辮綁扎鋼銜筋鋪設(shè)悉墊塊工宅序時，罰應采取哈有效的下措施來孟保證鋼帳筋位置勤因施工宇踩踏振熊搗過程傭中的不綱移位，趟避免因燃鋼筋保炎護層厚初度不符浴合規(guī)范勸要求而飄使混凝蛋土結(jié)構(gòu)吧開裂。彈在鳴混凝土穩(wěn)振搗過枯程中，蚊如振搗傍方式不柄正確會份造成混虎凝土分晚層離析返，對于帳板類構(gòu)龍件如過冰振會使俱粗骨料甘下沉，艙表面出渠現(xiàn)浮漿長，會造破成混凝生土面層蕉開裂；即對于剪阻力墻結(jié)繩構(gòu)如投沙料振搗小不正確僵，會使配骨料不揮均勻沉飽降，也佳會造成汽墻體出餅現(xiàn)收縮載裂縫。赴為提高銀混凝土伸的密實魄度，振非搗要適控宜，不租過振，虜不漏振墾，以混忠凝土表停面無氣朋泡冒出產(chǎn)為宜，招振搗棒揪移動距堤離洪以勝40瓶0mm攪招左右為喉宜，時疲間笛以爛10兆劣秒揉/瞇亂次左右航為宜，餐振搗棒威插入時明應快插趟慢拔。寒混凝土變澆筑高飯度不允說許超辰過蒸50凍0mm立凳，采用蝦兩次振傅搗技術(shù)爭可以防寫止因塑嶺性沉降年而引起煩的混凝嚼土內(nèi)部伯分層，贊消除因管混凝土服泌水而娃出現(xiàn)的涂毛細孔紅道及石煌子下部賺隱含的啞氣泡，脂來提高濤混凝土陸強度和奸減少混紅凝土裂昆縫，時駝間應掌匠握在澆嗽筑混凝次土須1殿懼小時左釘右即進軍行二次諷振搗。季混凝土痕板類結(jié)扒構(gòu)澆筑功完畢后吵，在混茅凝土初辟凝前應膜用木抹旬子對混扇凝土表銀面進所行器2現(xiàn)藥～方3光敵次搓平潔，即可窮愈合裂達縫，也登可阻止晝裂縫出吳現(xiàn)，施名工過程租中要保鐘證模板姻的剛度算，防止駝模板變站形，支離撐下沉堤，根據(jù)總不同構(gòu)慰件的要悔求確定橡拆模日功期，避叫免過早件拆模，熊也是防垮止裂縫倉出現(xiàn)的謀條件。嚇養(yǎng)雅護條件團對混凝蘆土的收痰縮影響蓋很大，皆做好對昏混凝土素的早期彈養(yǎng)護，茂可以對壺裂縫的油出現(xiàn)起獻到至關(guān)梳重要的扶作用，紛對于天預津地區(qū)消混凝土房養(yǎng)護應霞不少塘于密14把繭晝夜。比環(huán)境溫垃度越高集，風速凱越大，恒收縮越辛大。當循混凝土襯表面暴勝曬，表岸面與底準面溫度鞋不一樣棟；或者壇大風吹啟襲會造融成混凝才土表面利水分急鼠劇蒸發(fā)陳，兩種賊情況均粱會形成極上下部闊硬化不諷均勻而滴出現(xiàn)表征面收縮妨裂縫。掀應在建忙筑物四食周采取姑圍擋措印施，或接采取混寧凝土表少面覆撓蓋保持飾混凝土番表面濕畜潤，防漿止水分并蒸發(fā)?？v對不同用的梁、姜板、柱炒、剪力聽墻結(jié)構(gòu)憶應采囑取不同市的覆蓋各與拆模幟措施及妄噴霧澆拖水養(yǎng)護成方案，列從而防典止裂縫體產(chǎn)生。敢為億防止混已凝土裂犯縫的發(fā)轎生，在勿普通混絮凝土中炎摻入膨徐脹劑可食以配制案成補償螞收縮混故凝土、吼填充混牲凝土和鑄自應力胸混凝土專。膨脹逆劑的主響要功能巾是在水旨泥水化鴿過程中臉使混凝撲土產(chǎn)生加體積膨劇脹，通邪過膨脹敬能對限鈔制力做型功，產(chǎn)晌生的限鋪制膨脹滔抵消混否凝土干房燥、降絞溫以及誤荷載等亂作用引明起的限束制收縮暴，在配顯筋條件淺卜能使唱混凝土探內(nèi)部產(chǎn)眾生三0.敲2減抵～宴0.塌7MP姐a捉蹲的壓應陜力，它恭可抵消閱混凝土騙收縮所沾產(chǎn)生的由拉應力固，從而外防止和截減少混版凝土因全收縮產(chǎn)徒生的裂別縫。另屆外，膨濃脹性晶醉體的填教充作用命使水泥撇石中的蓮大孔變殺小，總豈孔隙率努下降，崇改善了僵混凝土歸的孔結(jié)護構(gòu)，從夾而減少桃或消除到塑性收蹄縮裂縫薄，使混養(yǎng)凝土中看微裂紋寒難以擴包展成貫俘穿裂紋寨，起到著抗裂防曲滲的目派的涼。架UE子A放有膨脹劑且的最佳丟摻量為督水泥用縫量及的童10閘匆～峽12返理％。蛙筆飲者墓20枝06宜籠年嶄8懂跡月份與臭北京清宏華大學僑專家共楚同對本疑市某一漆高層建拉筑地下擠室一層瞧、二層舞剪力墻隆出現(xiàn)不歌同程度杜的豎向羨裂縫進宿行了鑒撤定，對尾下一步堵繼續(xù)施激工的部俯位制定認了補救擇措施，輝經(jīng)筆者醉整理列滋出，特扭向讀者崗介紹，躬僅供參劇考。兵根衣?lián)芽p羅寬度、投深度、用長度、枯道數(shù)，拘分析裂裝縫產(chǎn)生域的原因墓，按以郊下方案蠟進行施戚工魂：敞食稻給(1)訊益調(diào)整混逢凝土施蕩工配合殖比，降竹低坍落卷度，陣由酸18恰0頭秀～殘20氏0mm刊芽調(diào)整障為掃16細0娃痰～積18矮0mm德龜，保證浙混凝土恢和易性啦，混凝皇土入模挨溫度不餐高窮于青28譯卻℃揭史。閃癢塊(2)鹿壤混凝土卡配合比處增加粉呈煤灰用隔量，為體降低混字凝土水隙化熱，歷粉煤灰皺摻量不附超過水鍛泥用量逐的范30盾麗％；磨英細礦渣焦粉占水禁泥用量受的陳10陳悔～貫15宇丑％曾；冰UE野A塘齒膨脹劑訂摻量為饅水泥用袖量她的褲12挎禁％，加瀉強帶按形照圖紙藍設(shè)計要攻求再提收高一個條強度等奧級。弊錢蘿(3)哭捎鋼筋直補徑盈16笛mm樸伐，牌栽號驅(qū)HR桂B(yǎng)40析0趟