夏季萘系高效減水劑對混凝土早期裂縫影響與裂縫控制

建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，使建筑材料的性能不斷得到提升，混凝土作為建筑的主要材料，其強度及耐久程度在化學(xué)外加劑的作用下得到大幅度的提升。然而在此技術(shù)發(fā)展的情況下，混凝土裂縫的情況依然較為普遍，控制混凝土離析的減水劑在此過程中的作用似乎有限，這使研究者逐漸開始關(guān)注混凝土減水劑與其裂縫之間的關(guān)系，探究混凝土裂縫的原因，分析減水劑對裂縫的影響從而控制裂縫出現(xiàn)對現(xiàn)代建筑的發(fā)展來說是極為必要、極其有價值的。1混凝土裂縫分類混凝土的裂縫大致分為以下三大類：⑴收縮裂縫混凝土的收縮裂縫主要是由濕度變化引起的，此類裂縫屬于非結(jié)構(gòu)性的裂縫，是最為普遍的一種裂縫?；炷猎谑褂眠^程中，需要與水進行拌合，為保證其和易性，所摻加水分往往是所需水分的四到五倍，多余的水分蒸發(fā)之后，就會在混凝土結(jié)構(gòu)中留下大量空隙，導(dǎo)致混凝土的體積收縮，另外，混凝土體積的收縮與其硬化過程中的水化與碳化作用也有一定關(guān)系。在夏季高溫的環(huán)境下，混凝土失水量變大，其體積收縮程度也會相應(yīng)增加，所以裂縫較易產(chǎn)生，使用高效減水劑能控制混凝土用水量，從而減少水分散失量以起到防止混凝土離析的作用，根據(jù)收縮裂縫形成的時間及原因又可將其分為不同的裂縫類型，常見的收縮裂縫如下：①塑性收縮裂縫，此種裂縫主要發(fā)生在混凝土的塑性階段，在混凝土強度未完全形成的情況下，混凝土中的水分流向表面并迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土空隙的收縮力增強，從而使混凝土體積的迅速收縮，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，夏季的高氣溫更容易導(dǎo)致混凝土表面水分的散失，此類裂縫深度較淺，中間較寬，兩端較細(xì)。②沉降收縮裂縫，此類裂縫一般是在澆筑結(jié)束后短時間內(nèi)發(fā)生，待混凝土硬化后裂縫情況便有所緩解，混凝土漿體在澆筑之后往往會發(fā)生沉落現(xiàn)象，骨料與凈漿發(fā)生分離，當(dāng)這種沉落受到建筑物預(yù)埋件的阻隔時，混凝土就會斷裂，此類裂縫多發(fā)生在混凝土的表面一層，且多會分布在預(yù)埋阻隔物件的周圍，在泵送施工過程中發(fā)生此種裂縫現(xiàn)象的頻率最高。③干燥收縮裂縫，多發(fā)生于混凝土養(yǎng)護結(jié)束之后，硬化后的混凝土，其表面水分逐漸蒸發(fā)致使混凝土表面發(fā)生干縮現(xiàn)象，干縮現(xiàn)象在建筑物內(nèi)部構(gòu)件的阻隔下就會產(chǎn)生較強大的拉力，從而導(dǎo)致將混凝土的表面拉裂，其發(fā)生位置一般較淺。⑵應(yīng)力裂縫混凝土在硬化的過程中，其體積會有收縮的可能性，混凝土樓板收縮之后就會受到四周支座的約束，無法自由收縮，當(dāng)這種收縮拉力超過支座約束應(yīng)力時，就會引起澆板出現(xiàn)裂縫，此種應(yīng)力裂縫多出現(xiàn)于壓力較大的集中點。此外，混凝土的強度在施工過程中沒有達(dá)到相應(yīng)要求就進行拆模，或者是在混凝土終凝結(jié)束之前就加上了荷載，都會導(dǎo)致混凝土板面發(fā)生較為嚴(yán)重的變形?；炷翉姸任葱纬芍埃^多的應(yīng)力往往會引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，從而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。要想控制此種裂縫的產(chǎn)生，就要盡量減少混凝土硬化過程中的拉應(yīng)力。⑶溫度裂縫混凝土所處環(huán)境的溫度及混凝土自身的溫度往往會成為其裂縫的原因之一，這種由溫度的不同而導(dǎo)致的裂縫即是溫度裂縫，混凝土是以水泥為主要成分的建筑材料，水泥在硬化的過程中會散發(fā)出極多的熱量，在硬化階段混凝土內(nèi)部的熱量積聚會在某個時間達(dá)到峰值，而后才能逐漸降低，混凝土由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較緊密，其對熱量的散失相對表面來說要慢的多，這樣就使混凝土的內(nèi)外形成較大的溫差，在平衡溫度的過程中混凝土表面就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力達(dá)到一定極限時就會使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，控制此種裂縫的主要措施就是盡量減少混凝土內(nèi)部與外部的溫差。2高效減水劑的作用及存在問題的原因分析預(yù)拌混凝土由于外界環(huán)境因數(shù)、運輸因數(shù)、施工因數(shù)、混凝土單方成本等因數(shù)都使用了高效減水劑，高效減水劑的使用讓混凝土的強度控制產(chǎn)生了飛躍，進而引發(fā)了混凝土發(fā)展歷程中的革命。高效減水劑實現(xiàn)了混凝土的高流動性、高強度、高耐久性，其發(fā)揮作用的機理是靜電斥力作用，即指新拌混凝土摻入減水劑后，減水劑分子定向吸附在水泥顆粒表面，從而使水泥顆粒之間產(chǎn)生靜電排斥，水泥顆粒絮凝結(jié)構(gòu)解體，顆粒相互解散，釋放出包裹于絮團中自由水，從而可以降低混凝土單方用水量，降低水膠比。萘系高效減水劑對水泥成分起塑化作用的因素主要包括減水劑的磺化度、平均分子量以及分子的分布與聚合程度、聚合性質(zhì)等，此外，萘系高效減水劑的狀態(tài)（粉態(tài)或液態(tài)）不同，其對水泥的塑化效果也會有所差別。萘系減水劑通過其成分的磺化轉(zhuǎn)變?yōu)閹в谢撬峄腔锏妮镰h(huán)，此萘環(huán)越多，減水劑的分散作用也就越好，另外，在此減水劑中還存在一些平衡離子，如Na+、MgO2+、NH2+等，平衡離子對減水劑與水泥的適應(yīng)也會產(chǎn)生一定的影響。試驗還表明，液態(tài)的減水劑相對于粉態(tài)減水劑效果更好。萘系減水劑分為高濃度性與低濃度性減水劑，對于通常的水泥來說，采用高濃度性的高效減水劑其相容性、塑化作用較好，但對于可溶性堿較少的水泥來說，低濃度的高效減水劑可起到更好的效果。高效減水劑在發(fā)揮積極作用的同時，也存在產(chǎn)生諸多問題，萘系高效減水劑質(zhì)量問題及使用不合理現(xiàn)象都會使混凝土出現(xiàn)早起裂縫現(xiàn)象，對工程的質(zhì)量產(chǎn)生消極的影響，問題及產(chǎn)生原因具體分析如下：⑴增大了混凝土干燥收縮值導(dǎo)致早期裂縫產(chǎn)生常用奈系高效減水劑雖然可以降低混凝土用水量，但是通常并不能降低混凝土的干燥收縮，存在于混凝土之中的水分在混凝土養(yǎng)護結(jié)束之后依然會蒸發(fā)，混凝土依然會發(fā)生干燥現(xiàn)象，而且水灰比越小，干燥收縮值增加的幅度越大。⑵減水劑與所使用的水泥不適應(yīng)加速混凝土早期裂縫產(chǎn)生當(dāng)減水劑與所使用的水泥適應(yīng)性不好時，就會造成混凝土的流動性變差，泵送混凝土坍落度損失快，從而影響混凝土的硬化程度。其產(chǎn)生不適應(yīng)的原因，可能是由于水泥本身的成分與減水劑不相融合，致使兩者的調(diào)和出現(xiàn)問題，目前，市場上的水泥種類極為復(fù)雜，不同水泥的不同成分對減水劑的融合情況是有所差別的，工地施工人員在使用混凝土?xí)r往往會隨意加水，并沒有進行準(zhǔn)確的測定，遵循合理、科學(xué)的水灰比，致使混凝土拌和物粘聚性降低，使混凝土的漿體與骨料產(chǎn)生離析，從而加速混凝土早期裂縫產(chǎn)生。⑶減水劑作用喪失造成混凝土坍落度喪失高效減水劑的使用可以有效增大混凝土的坍落度，維持混凝土的強度，但它的作用一旦減弱或喪失，混凝土的坍落度也將隨之喪失，使施工困難，從而造成混凝土產(chǎn)生裂縫，這一點對商品混凝土是極為不利的，減水劑作用的減小或消失往往會造成客戶與攪拌站之間的矛盾。高效減水劑存在霉變的情況，霉變的減水劑其性能必然會有很大的損失，例如，現(xiàn)在市場上的水泥品種較為復(fù)雜，為保證水泥與減水劑的適應(yīng)性，往往會將葡萄糖酸鈉與減水劑復(fù)配使用以有效改善水泥與減水劑的適應(yīng)情況，但葡萄糖酸鈉的加入使減水劑在夏季高溫的環(huán)境下，容易發(fā)霉變質(zhì)，從而造成減水劑的性能減弱，甚至喪失。⑷減水劑比例調(diào)配不合適，破壞混凝土原有的穩(wěn)定與均勻減水劑密度（固含量）會影響混凝土拌和物粘聚性，減水劑中緩凝組分則影響混凝土拌和物流動性。配置流態(tài)（泵送）混凝土?xí)r，當(dāng)混凝土拌和物流動性與粘聚性失去平衡，粘聚性低時，混凝土在自身重力或其它外力作用下粗細(xì)骨料與凈漿產(chǎn)生分離，破壞了材料組成的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性，造成混凝土的離析現(xiàn)象。此種離析現(xiàn)象的出現(xiàn)就可能引起裂縫的產(chǎn)生。3控制混凝土裂縫問題的技術(shù)措施⑴控制混凝土單方用水量水分的蒸發(fā)與散失是導(dǎo)致混凝土裂縫的主要原因之一，因此，控制混凝土用水量是解決裂縫問題的重要措施，其具體操作是通過降低膠凝材料的用量，減少單方混凝土用水量來使混凝土強度保持不變。在實施此方法時，還需要留意觀察混凝土的和易性，尤其是混凝土的流動性和保水性。和易性與流動性的良好亦是控制混凝土裂縫問題的關(guān)鍵。⑵進行適應(yīng)性檢測針對混凝土與減水劑不相適應(yīng)的狀況，應(yīng)對減水劑與所使用的水泥做適應(yīng)性檢測，檢測合格之后再允許減水劑進場。檢測時建議水泥與水的配合比為87g水配300g水泥，推薦外加劑摻量。通過外加劑與水泥凈漿流動度檢測兩者是否相容。兩者在不相適應(yīng)的情況下，應(yīng)通知外加劑廠商采取合理措施以保證兩者的適應(yīng)，例如，可以加入緩凝劑葡萄糖酸鈉來提高兩者的適應(yīng)性。添加緩凝劑的減水劑需注意采取有效措施，防止減水劑高溫天氣的霉變，確保減水劑的性能。⑶采取有效養(yǎng)護措施對混凝土的養(yǎng)護要在混凝土終凝之前進行，養(yǎng)護措施主要是要控制好混凝土的溫度及濕度，采取一定措施減少混凝土暴露的時間，可對混凝土表面進行覆蓋或淋水，防止混凝土水分的散失，在混凝土初凝前，還應(yīng)采取搓壓方式平整混凝土表面，另外，覆蓋混凝土?xí)r需注意覆蓋物不能直接接觸混凝土的表面。其具體的養(yǎng)護措施有蒸汽法、自然養(yǎng)護法、養(yǎng)生液法、自然養(yǎng)護法等，可根據(jù)實際的情況采取合適的養(yǎng)護方法。⑷對混凝土進行合理振搗對混凝土進行適宜的振搗，不能過分振搗，也不能振搗不足。振搗不足易導(dǎo)致大量蜂窩狀空隙出現(xiàn)，致使混凝土產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。振搗過量，會使集料下沉，出現(xiàn)混凝土表面含水量和水泥漿量大，而底部混凝土的集料較多的情況，此種情況容易產(chǎn)生收縮裂縫。振搗時應(yīng)有秩序、分層次進行振搗，注意振搗棒的長度及振搗作用范圍的有效半徑，并且要控制好振搗棒插入深度及振搗頻率，確保對混凝土振搗的有效性。4控制混凝土裂縫問題的施工工藝措施對混凝土裂縫問題的控制，應(yīng)在混凝土硬化過程中既硬化之后都采取相應(yīng)的防護措施，尤其是在施工過程中更應(yīng)采取相應(yīng)防護措施，從工程起步處做好工作，從而使混凝土的強度與耐久性都得到有效保障，其具體的施工工藝措施如下：（不包括大摻量粉煤灰混凝土）⑴工地施工必須派專人專職負(fù)責(zé)混凝土的淋水養(yǎng)護以確保養(yǎng)護措施的正確與合理。⑵在澆注混凝土之前，必須對樓面的鋼筋及樓板充分淋水，有效降低樓板的溫度，保持樓板的濕度，有效控制混凝土的干燥收縮裂縫。⑶建筑的外排柵必須高于樓面兩米以上并對其進行圍網(wǎng)封閉，有效控制外界的風(fēng)力對混凝土本身產(chǎn)生的拉裂作用。⑷混凝土澆注完畢后七天內(nèi)，為確?；炷磷陨韽姸鹊脑鲩L，對混凝土的淋水必須充分，養(yǎng)護必須充足，不能使混凝土缺水，保持其濕度，防止混凝土發(fā)生干燥收縮裂縫。⑸在澆注混凝土后，混凝土初凝時其干燥收縮值最大，需要根據(jù)天氣、溫度對混凝土進行合理的淋水養(yǎng)護，防止混凝土本身水化熱后表層因失水而產(chǎn)生裂縫。對混凝土進行二次磨面之后，其表面還有可能出現(xiàn)微少龜裂或雞爪裂現(xiàn)象的，此時可派專人負(fù)責(zé)巡查，一旦出現(xiàn)類似現(xiàn)象，立即再次灑水，再次磨面，裂縫可隨即消除。⑹每層樓面澆注完混凝土之后，需要將混凝土板面磨平，但禁止用磨光機磨面，需人工用木抹板磨面。⑺樓面澆注結(jié)束后的十二小時內(nèi)只能做開線工作，十二小時后才能吊柱筋上樓面碰柱筋焊，禁止在樓面進行其他施工作業(yè)和堆砌其他材料。十八個小時之后才開始吊柱箍筋上樓面，此時鐵工方可開工扎立柱的施工作業(yè)工作。⑻吊柱筋或柱箍筋上樓面，要求每堆的鋼筋重量不宜過重，應(yīng)分多堆堆放鋼筋，將重力分散開來，防止重量集中一處對樓板造成破壞，致使樓板開裂。5結(jié)語混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是近年來建筑工程質(zhì)量投訴的焦點