泵送混凝土早期裂缝成因和控制

1、泵送混凝土早期裂缝成因和控制摘要：长期以来，在建筑工程结构施工中，混凝 土的裂缝问题十分普遍。近年来，随着建筑施工技术的飞速 发展，先进的施工工艺，先进的施工机具设备以及个性化建 筑设计，对混凝土各个方面的施工性能的要求越来越髙。预 拌混凝土、泵送混凝土的推广使用，以其良好的性能、质量 稳定性能和方便、快捷、机械化的搅拌、运输、浇筑工艺， 受到了建设、施工单位的青睐，这也正是这些先进的施工技 术得以飞速发展的重要原因。但是泵送混凝土由于流动性大 幅增加带来的比普通混凝土更为严重的裂缝问题也同样摆 到了我们的面前，尤其是泵送混凝土的早期裂缝问题。本文 就泵送混凝土较容易出现的两种早期裂缝的成因进

2、行了分 析和说明，同时有针对性的介绍了一些预防与控制措施。关键词：泵送混凝土；塑性沉陷裂缝；塑性收缩裂缝； 预防与控制引言所谓混凝土的早期裂缝是指混凝土浇入模型之后 到混凝土终凝前出现的裂缝。这种裂缝一般要在混凝土浇筑 后的8至12个小时以后，才能用肉眼看出，那时再采取措 施不但费时费力，甚至会给工程留下终身隐患。所以，对混 凝土的早期裂缝我们必须在原材料选择，配合比设计及拌 制、浇筑等阶段就对其进行控制，尽可能减少形成早期裂缝 的影响因素，以免后期造成被动局面。混凝土的早期裂缝根据其形成的原因可分为：(1)塑性 沉陷裂缝(骨料结构沉陷裂缝)；(2)塑性收缩裂缝(早期 干缩裂缝)；(3)模板变

3、形裂缝；(4)震动、荷载裂缝四种。 本文仅对前两种裂缝形式进行讨论。一、塑性沉陷裂缝塑性沉陷裂缝是指混凝土处于塑性阶段即在硬化前由 于混凝土流动性过大以及混凝土均匀性不良造成混凝土中 的固体颗粒的不均匀沉陷而产生的裂缝，出现时间为浇筑后 0.53小时，裂缝一般深达钢筋面。1. 1塑性沉陷裂缝的形成原因与特征混凝土的裂缝形成原因不外乎是因为混凝土变形过大， 变形不均匀和变形受到约束等原因产生变形拉应力，当混凝 土的抗拉能力无法抵御变形拉应力时，混凝土就出现裂缝； 泵送混凝土塑性沉陷裂缝形成原因就是因为泵送混凝土流 动性过大而造成混凝土沉陷变形过大，又因外部因素造成变 形不均匀产生变形拉应力，而此

4、时泵送混凝土处于塑性阶 段，本身没有强度，对拉应力无抵抗能力，所以出现了裂缝。1.2沉陷裂缝的预防与控制措施如前所述，对于泵送混凝土，其形成的沉陷变形应力与 沉陷量的大小和沉陷的均匀性相关，在相同的情况下沉陷变 形越大，造成沉陷不均匀的因素越多，沉陷变形应力越容易 产生，产生沉陷裂缝的危险性也越大，这就是泵送混凝土易 产生沉陷裂缝的主要原因。因此，防止泵送混凝土出现沉陷 裂缝的最根本措施就是控制沉陷变形量和消除造成沉陷不 均匀的因素。1.3混凝土原材料配合比的选用（减少混凝土沉陷变形 量的措施）a用水量，塌落度的控制泵送混凝土沉陷变形大的主要原因是流动性、泌水大， 而控制泌水大小的措施之一就是

5、控制混凝土的单位用水量， 因为在混凝土的材料一定的情况下，即泌水率不变的情况 下，减少用水量就是减少混凝土的析出水量。而且减少用水 量也可减少水泥浆量从而提高固体颗粒含量减小沉陷。混凝土的流动性是用塌落度表示的，但用水量是控制塌 落度大小的一个最重要的手段，对用水量的控制也就是对塌 落度的控制。在保证泵送混凝土的可泵性的前提下，应尽可 能减小混凝土的塌落度，规范规定泵送混凝土的塌落度一般 在140180mm之间，在施工时应尽可能取其下限，而对于 用水量应在保证塌落度的前提下尽可能取较小值。b.掺加掺合料混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰后，不但能代替部 分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚球效

6、应，起到润 滑作用，可改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性，从而减 少混凝土中粒径在0. 315mm以下的细集料达到15%的要求， 从而改善了可泵性。这就减少混凝土的沉陷变形。c.选用质量优良的粗细集料及砂率选择粗集料根据泵管内径和构件最小断面尺寸，尽可能选用较大的 粒径，例如540mm粒径可取525mm的碎石或卵石混凝土 减少单位用水量1020kg/m3,因此可以减少混凝土的沉陷 变形，而连续粒级的粗集料也比单粒级的混凝土单位用水量 减少68 kg/m3,碎石混凝土比卵石混凝土的泌水高，其单 位用水量要大8%10%。细集料实践证明，采用细度模数为2.8的中砂，比采用细度模 数2.3的中砂，可减

7、少用水量2025 kg/m3,而且较粗的 砂在同等条件下泌水率也较小。所以在选择泵送混凝土用砂 时，应在满足可泵性要求的前提下，优先选择细度模数较大 级配优良的中砂。砂率在同等条件下，增大砂率可在一定程度上减少用水量， 但较大的砂率也将造成混凝土离析的可能性增大，且增大混 凝土的泌水，从而增大混凝土的沉陷变形，所以在满足泵送 混凝土对砂率的要求后，应尽可能选择砂率的下限。1.4泵送混凝土施工工艺控制（对混凝土不均匀沉陷影 响因素的控制措施）a.搅拌时间b.模板的平整度及两板间高差应符合要求， 木模应充分湿润。c振动浇筑d.二次振捣e.在采取以上措 施后，如发现仍有塑性沉陷裂缝出现，应在混凝土终

8、凝前进 行二次抹压。二、塑性收缩裂缝（早期干缩裂缝）2. 1塑性收缩裂缝的形成原因ac1305委员会于1977年提出并于1991年补充发表的（炎热气候下的混凝土施工），简而言之，混凝土的塑性收 缩裂缝形成的根本原因是因为混凝土表层混凝土与内部混 凝土体积收缩变形不均匀而产生变形拉应力，此时混凝土还 处于塑性阶段无力抵抗由此而产生的变形拉应力，所以变形 拉应力将混凝土面层拉裂，对于泵送混凝土，因其所含水份 较多故而体积收缩较大，这样就比普通混凝土容易产生塑性 收缩裂缝。2. 2塑性收缩裂缝的预防与控制措施综合以上所述原因我们可以得出一个结论，那就是要控 制泵送混凝土的塑性收缩裂缝我们必须从两个方

9、面着手（1） 首先必须减小泵送混凝土的收缩，以减少泵送混凝土在出现 变形拉应力的情况，也可减少应力值；（2）其次改善混凝土 的外部环境条件，以此降低水份蒸发速度，从而提高混凝土 收缩的均匀程度。2.3原材料与配合比的选用（减少泵送混凝土收缩的措施）水泥的标准稠度用水量和混凝土中水泥用量都影响混 凝土的单位用水量。水泥细度、组分都影响混凝土中游离水 的份量，从而影响混凝土的体积收缩。水泥中的g3a含量大, 混凝土的收缩也就大。配合比是混凝土拌制的依据，混凝土拌合物的性能由其 决定，所以选择较好的配合比是解决裂缝问题极为重要好的 一环，在我们解决塑性收缩裂缝时，良好配合比设计将能大 幅降低混凝土的

10、收缩变形。用水量，水泥用量，砂率，塌落 度。三、施工养护工艺的控制（对混凝土不均匀收缩影响因 素的控制）混凝土产生塑性收缩裂缝的最主要原因之一就是水份 蒸发速度太快，这也是混凝土产生不均匀收缩的原因，至于 水份蒸发速度快到什么程度才会大于水份外移速度，即混凝 土出现塑性收缩裂缝的临界点是多少？原来普通混凝土的 临界点为1 kg/m2/h,而泵送混凝土的临界点还未见试验资 料，还需经过大量试验才能确定。应在在空气温度251,相对湿度40%,混凝土温度32°c, 风速32km/h蒸发速度为2. 6kg/m2/ho3. 1混凝土入模温度如混凝土的入模温度过高，可采用减低骨料温度，拌合 水中

11、加入冰块等方法予以降温。3. 2环境相对湿度低、风速大、环境温度高对于这三种情况可采用喷涂养护剂，塑料薄膜覆盖等手 段阻隔外部空气与混凝土之间的空气对流，减少水份的蒸 发，在水份蒸发受控制的条件下，也就控制了混凝土的不均 匀收缩。3. 3二次抹压工艺在已出现塑性收缩裂缝的部位，进行二次抹压，以消除 塑性收缩裂缝。四、结语综上所述，泵送混凝土以其较大的流动性而产生了较大 的塑性变形，在变形的过程中，由于各种影响因素的作用而 产生的不均匀变形导致了变形拉应力的出现，在混凝土塑性 阶段，对变形拉应力无抵御能力，故而使混凝土出现裂缝， 这是泵送混凝土两种早期裂缝（塑性沉陷裂缝和塑性收缩裂 缝）形成的重要原因。因此我们应从两个方面进行重点控制, 一是混凝土原材料的选用，配合比的合理设计；二是混凝土 施工浇捣，养护工艺的控制，通过以上的控制，解决混凝土 用水量、塌落度、浇捣密实度、表面快速失水等方面对混凝 土塑性变形的影响，以达到消除减少泵送混