泵送混凝土楼板温度裂缝原因及防治质控措施

泵送混凝土楼板温度裂缝原因分析及预防措施[摘

要]

目目前我国正大大力推广泵送送混凝土,泵送混凝土土不仅应能改改善混凝土的的施工性能，对对薄壁密筋结结构少振捣或或不振捣施工工，而且应能能减少收缩、防防止裂缝、提提高抗渗性、改改善耐久性。但但是某些工程程表明，泵送送混凝土凝结结异常时有发发生，特别是是温度裂缝普普遍存在，在在一定程度上上影响结构的的抗渗性和耐耐久性，值得得引起足够的的重视，本文文结合作者的的实践经验，重重点分析其产产生原因，找找出防止和治治理裂缝的措措施。

[关键词]

泵送混凝土

温度裂缝

成因

防治

1泵送混凝土土的特点1.11原材料和配配合比

1）水泥用量量较多强度等级C20～C60范围为350～550kgg/m3。

2）超细掺合合料时有添加加为改善混凝凝土性能，节节约水泥和降降低造价，混混凝土中掺加加粉煤灰、矿矿渣、沸石粉粉等掺合料。

3）砂率偏高高、砂用量多多为保证混凝凝土的流动性性、粘聚性和和保水性

，以便于运运输、泵送和和浇筑，泵送送混凝土的砂砂率要比普通通流动性混凝凝土增大砂率率6%以上，约为38～45%。

4）石子最大大粒径为满足泵送送和抗压强度度要求，与管管道直径比1∶2.5(卵石)、1∶3(碎石)～1∶4、1∶5。5）水灰比宜宜为0.4～0.6水灰比小于0.4时，混凝土土的泵送阻力力急剧增大；；大于0.6时，混凝土土则易泌水、分分层、离析，也也影响泵送。6）泵送剂

多为高效减减水剂复合以以缓凝剂、引引气剂等，对对混凝土拌合合物流动性和和硬化混凝土土的性能有影影响，因而对对裂缝也有影影响。

1.2工艺

1）混凝土拌拌制在搅拌站站(楼)进行，原材材料计量准确确，搅拌均匀匀，但也偶有有失控情况。

2）多数搅拌拌站未设细掺掺合料、粉状状泵送剂、粉粉状膨胀剂称称量和料仑，采采用人工或容容积法，使计计量与分散存存在问题，影影响混凝土的的均匀性。

3）当混凝土土拌合物过乾乾、过稀，运运输时间过长长、停留时间间过长且未进进行搅拌均匀匀前入泵时，混混凝土拌合物物乾稀不匀。

4）每个运输输车中混凝土土的坍落度相相差过大，加加入泵车内输输送时，会浇浇筑的混凝土土均匀性变坏坏。

5）混凝土浇浇筑后振捣不不足、振捣过过度，特别是是面积系数很很大的板材，采采用振捣棒密密实不均匀。

6）大体积混混凝土施工，当当技术措施不不当或不完善善时，易产生生温度裂缝。7）混凝土大大面积板材，在在浇筑后防风风、防晒、养养护不足时，易易产生干缩裂裂缝。8）混凝土拌拌合物过乾或或人工、无称称量加入高效效减水剂或水水时，混凝土土质量不易保保证。22有关裂缝的的一些概念

混凝土是是粗集料、细细集料、水泥泥石、水和气气体所组成的的非均质堆聚聚结构。混凝凝土混合料在在不同温湿度度条件下凝结结硬化，并同同时产生体积积变形。水泥泥石的干燥和和冷却收缩大大，集料的干干燥和冷却收收缩小，同时时水泥石和集集料之间相互互粘结而约束束，由于变形形产生微裂缝缝。

2.1

按裂缝产生生原因分类1）由外荷载(静、动荷载)直接应力引引起的裂缝和和次应力引起起的裂缝。2）由变形变变化引起的裂裂缝：包括结结构因温度湿湿度变化、收收缩、膨胀、不不均匀沉陷等等原因引起的的裂缝。其特特征是结构要要求变形，当当受到约束和和限制时产生生内应力，应应力超过一定定数值后产生生裂缝，裂缝缝出现后变形形得到满足，内内应力松弛。这这种裂缝宽度度大、内应力力小，对荷载载的影响小，但但对耐久性损损害大。据国国内外调查资资料表明，工工程结构产生生属于变形变变化(温湿度、收收缩与膨胀、不不均匀沉降)引起的裂缝缝约占80%；属于荷载载引起的裂缝缝约占20%。

目前笔者已已遇到多起是是泵送混凝土土工程变形的的温度裂缝,这里仅就混混凝土工程变变形引起的温温度裂缝进行行一些探讨。22.2

引起变形裂裂缝的主要原原因混凝土由于于温度变化发发生体积变形形，膨胀或收收缩，这是材材料固有的物物理特性。当当这种体积变变化受到约束束时就会产生生内应力，这这种应力如果果超过了混凝凝土的抗拉强强度，就会引引起开裂。例如大体积积混凝土浇筑筑后，在硬化化期间水泥放放出大量水化化热，内部温温度不断上升升，使混凝土土表面与内部部温差很大，如如果其内部与与表面温差超超过２５℃时，就会产产生裂缝。体体积较大或者者较长的混凝凝土结构，在在施工后几天天或几十天中中出现大量裂裂缝，这就是因为为温度变化引引起的裂缝。33.温度裂缝

3.1产生的原因因和特征1）水泥水化化过程中产生生大量的热量量，每克水泥泥放出502J的热量，如如果以水泥用用量350～550kgg/m3来计算，每m3混凝土将放放出17500～275000KJ的热量，从从而使混凝土土内部温度升升高，在浇筑筑温度的基础础上，通常升升高35℃左右。如果果按着我国施施工验收规范范规定浇筑温温度为28℃

则可使混凝凝土内部温度度达到65℃左右。但是是，如果没有有降温措施或或浇筑温度过过高，混凝土土内部温度高高达80～90℃的情况也时时有发生。水水泥水化热在在1～3天可放出热热量的50%，由于热量量的传递、积积存，混凝土土内部的最高高温度大约发发生在浇筑后后的3～5天，因为混混凝土内部和和表面的散热热条件不同，所所以混凝土中中心温度低，形形成温度梯度度，造成温度度变形和温度度应力。温度度应力和温差差成正比，温温度越大，温温度应力也越越大。当这种种温度应力超超过混凝土的的内外约束应应力(

包括混凝土土抗拉强度)时，就会产产生裂缝。这这种裂缝的特特点是裂缝出出现在混凝土土浇筑后的3～5天，初期出出现的裂缝很很细，随着时时间的发展而而继续扩大，甚甚至达到贯穿穿的情况。

2）养护条件件。养护是使水泥砼砼正常硬化的的重要手段。养养护条件对裂裂缝的出现有有着关键的影影响。在标准准养护条件下下，水泥砼硬硬化正常，不不会开裂，但但只适用于试试块或是工厂厂的预制件生生产，现场施施工中不可能能拥有这种条条件。但是必必须注意到，现现场水泥砼养养护越接近标标准条件，水水泥砼开裂可可能性就越小小。3）施工质量量。水泥砼浇筑施工工中，振捣不不均匀，或是是漏振、过振振等情况，会会造成水泥砼砼离析、密实实度差、降低低结构的整体体强度。水泥泥砼内部气泡泡不能完全排排除时，裂缝缝在钢筋表面面泡则降低了了水泥砼与钢钢筋的粘结力力。钢筋若受受到过多振动动，则水泥浆浆在钢筋周围围密集，也将将大大降低粘粘结力。4）外加剂使使用不当是最最常见的一类类事故,此类事故表表现在（１）混凝土浇浇筑后，局部部或大部长时时间不凝结硬硬化。（２）已已浇筑完的混混凝土结构物物表面起鼓包包。根据水泥砼砼裂缝成因，采采取适当措施施进行预防要要比事后补救救有效的多。也也就是说采取取以防为主的的方法，归纳纳起来，可以以从以下几个个方面着手：：混凝土原材材料和配合比比的选用1）水泥品种种选择和水泥泥用量控制大体积钢筋筋混凝土引起起裂缝的主要要原因是水泥泥水化热的大大量积聚，使使混凝土出现现早期升温和和后期降温，产产生内部和表表面的温差。减减少温差的措措施是选用中中热硅酸盐水水泥或低热矿矿渣硅酸盐水水泥，在掺加加泵送剂或粉粉煤灰时，也也可选用矿渣渣硅酸盐水泥泥。再有，可可充分利用混混凝土后期强强度，以减少少水泥用量。根根据大量试验验研究和工程程实践表明，每m3混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。因此，为更好的控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力，可以根据工程结构实际承受荷载的情况，对工程结构的强度和刚度进行复核与验算，并取得设计单位的同意后，可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。由于过去土木建筑物层数不多、跨度不大，且多为现场搅拌，施工工期短，混凝土标准试验龄期定为28天，但对于具有大体积钢筋混凝土基础的高层建筑，大多数的施工期限很长，少则1～2年，多则4～5年，28天不可能向混凝土结构，特别是向大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的。如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每m3混凝土的水泥用量减少40～70kg左右，则混凝土温度相应降低4～7℃。最后，为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。如果强

度允许，可采用掺加粉煤灰来调整。2）掺加掺合料

国内外大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求，从而改善了可泵性。同时，依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实度，从而改善了混凝土的后期强度。但是应当值得注意的是，掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此，对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在10～15%以内。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热，在1～28d龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。目前许多商品混凝土厂家，由于认识、技术、设备(料仓)等原因，尚未有效、充分地利用粉煤灰。3）掺加外加剂

掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以降低水化热，推迟放热峰出现的时间，因而减少温度裂缝。

必须重视以下三方面的问题：（１）外加剂与水泥的适应性。外加剂进场后，必须进行试配，掌握其特性：坍落度的耗时损失、凝结时间、减水率等，以确定能否使用；对于硬石膏做调凝剂的水泥，这点尤其重要，以免混凝土搅拌成后，发生速凝或坍落度损失过快的问题。（２）外加剂的每一次投料，都必须严格按照配合比计量。计量器具必须经常进行校验，保证其灵敏度和准确度。（３）粉状外加剂要保持干燥状态，防止受潮结块。已经结块的粉状外加剂，应烘干、碾碎，过0.6毫米筛后使用，以免含未碾成粉状的颗粒遇水膨胀，造成混凝土表面鼓包。例如，在泵送混凝土中，掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂，不仅能使混凝土的泵送性能改善，而且可以减少拌合水和水泥用量，从而降低水化热，延迟了水化热释放速度，推迟放热峰。因此，不但减少了温度应力，而且使初凝和终凝时间延缓3～8h，降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。4）选用质量优良的粗细集料粗集料根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。要优先选用天然连续级配的粗集料、使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。例如5～40mm粒径可比5～25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6～8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3，因而减少泌水、收缩和水化热。细集料以采用级配良好的中砂为宜。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20～25kg/

m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。泵送混凝土应注意选用合理砂率，砂率过大，不仅会影响混凝土的工作度和强度，而且能增大收缩和裂缝。

泵送混凝土施工工艺改进1）控制混凝土出机温度和浇筑温度为了降低混凝土的总温升，减少大体积工程结构的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。对于出机温度和浇筑温度的控制，世界各国都非常重视，并有较明确的规定：我国《水工混凝土施工规范》(SDJ207-82)中规定：高温季节施工时，混凝土最高浇筑温度，不得超过28℃。为求得统一，《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)也规定了这个温度值。日本规范规定，暑期混凝土的搅拌温度为30℃以下，浇筑时的混凝土温度应低于35℃；对于大体积混凝土的温度，规定拌制时为25℃以下，浇筑时要在30℃以下。前苏联规范规定，暑期施工时，当浇筑表面系数大于3的结构混凝土时，混凝土拌合物从搅拌站运出时的温度应当不超过30～35℃，而对于表面系数小于3的大体积结构，混凝土拌合物温度应尽可能降低，且不超过20℃。美国规范规定，在炎热的气候条件下，浇筑温度不得超过32℃。德国规范规定，在炎热气候时，新拌混凝土温度，在卸车时不得超过30℃。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度，混凝土中石子比热较小，但每m3混凝土中石子所占重量最大，所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时，为了防止太阳直接照射，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料。国外也有的搅拌混凝土时加冰块冷却。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。2）改进工艺搅拌工艺

采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。振动工艺

浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行的二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。养护工艺

为了严格控制大体积混凝土的内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。由于散热时间延长，混凝土强度和松弛作用得到充分发挥，使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止了贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土，仍然处于凝结、硬化过程，水泥水化速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时在潮湿条件下，可使水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度。

对大体积混凝土加强保温养护，是减少温度裂缝的最有效措施。大体积混凝土的保温养护，最常用的是采用草袋同塑料薄膜联合使用，用草袋进行保温，用塑料薄膜保湿，保温层的拆除应根据测温情况而定，要确认内外温度差低于25℃时方能拆除，同时应分层逐步拆除，应尽量避免因为降温速度过快而引起混凝土开裂。对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。施工方案方面。良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在水泥砼的受压区。浇筑前应注意钢筋绑扎质量，并采取措施保证钢筋的保护层厚度，浇筑混凝土时严禁施工人员在钢筋网上踩踏。确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。避免在雨中或大风中浇灌混凝土。根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以水泥砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。

4．钢筋混凝土结构或构件出现温度裂缝，虽对承载能力无无多大影响，但但会引起钢筋筋锈蚀，降低低耐久性，或或发生渗漏，影影响使用，尤尤其是在住宅宅建筑中，现现浇梁、板或或剪力墙出现现的裂缝会给给居民造成不不安全感，而而且裂缝不仅仅会影响抗渗渗效果，也易易造成水分侵侵蚀钢筋，影影响使用耐久久性。因此，应应对裂缝及时时治理。常采采用的裂缝治治理方法有以以下几种:4.1.表面修补法适用于对承承载能力没有有影响的表面面裂缝的处理理，也适用于于大面积细裂裂缝防渗、防防漏的处理。1)表面涂抹水水泥砂浆：将裂缝附近的混混凝土表面凿凿毛，或沿裂裂缝凿成深15～20mm，宽150～200mm的凹槽，扫扫净并洒水湿湿润，先刷水水泥净浆一层层，然后用1:2的水泥砂浆浆分2～3层涂抹，总总厚度控制在在10～20mm左右，并用用铁抹抹平压压光。有防水水要求时应用用2mm厚水泥净浆浆及5mm厚1:2的水泥砂浆浆交替抹压4～5层，刚性防防水层涂抹3～4小时后进行行覆盖，洒水水养护。在水水泥砂浆中掺掺入占水泥重重量1～3%的氯化铁防防水剂，可起起到促凝和提提高防水性能能的效果。为为了使砂浆与与混凝土表面面结合良好，抹抹光后的砂浆浆面应覆盖塑塑料薄膜，并并用支撑模板板顶紧加压。2)表面涂抹环环氧胶泥：涂抹环氧胶泥前前，先将裂缝缝附近80～100mm宽度范围内内的灰尘、浮浮渣用压缩空空气吹净，或或用钢丝刷、砂砂纸、毛刷清清除干净并洗洗净，油污可可用二甲苯或或丙酮擦洗一一遍，如表面面潮湿，应用用喷灯烘烤干干燥、预热，以以保证环氧胶胶泥与混凝土土粘结良好。若若基层难以干干燥，则用环环氧煤焦油胶胶泥涂抹。涂涂抹时，用毛毛刷或刮板均均匀蘸取胶泥泥，并涂刮在在裂缝表面。3)采用环氧粘粘贴玻璃布：：玻璃布使用前应应在碱水中煮煮沸30～60分钟，然后后用清水漂净净并晾干，以以除去油脂，保保证粘结。一一般贴1～2层玻璃布。第第二层玻璃布布的周边应比比下面一层宽宽10～12mm，以便压边边。4)表面涂刷油油漆、沥青：：涂刷前混凝土表表面应干燥。5)表面凿槽嵌嵌补：沿混凝土裂缝凿凿一条深槽，槽槽内嵌水泥砂砂浆或环氧胶胶泥、聚氯乙乙烯胶泥、沥沥青油膏等，表表面作砂浆保保护层。槽内内混凝土面应应修理平整并并清洗干净，不不平处用水泥泥砂浆填补，保保持槽内干燥燥，否则应先先导渗、烘干干，待槽内干干燥后再行嵌嵌补。环氧煤煤焦油胶泥可可在潮湿情况况下填补，但但不能有淌水水现象。嵌补补前先用素水水泥浆或稀胶胶泥在基层刷刷一层，然后后用抹子或刮刮刀将砂浆或或环氧胶泥、聚聚氯乙烯胶泥泥嵌入槽内压压实，最后用用1:2水泥砂浆抹抹平压光。在在侧面或顶面面嵌填时，应应使用封槽托托板逐段嵌托托并压紧，待待凝固后再将将托板去掉。44.2内部修补法内部修补法法是用压浆泵泵将胶结料压压入裂缝中，由由于其凝结、硬硬化而起到补补缝作用，以以恢复结构的的整体性。这这种方法适用用于对结构整整体性有影响响，或有防水水、防渗要求求的裂缝修补补。常用的灌灌浆材料有水水泥和化学材材料，可按裂裂缝的性质、宽宽度、施工条条件等具体情情况选用。一一般对宽度大大于0.5mm的裂缝，可可采用水泥灌灌浆，对宽度度小于0.5mm的裂缝，或或较大的温度度收缩裂缝，宜宜采用化学灌灌浆。1)水泥灌浆：：一般用于大体积积混凝土结构构的修补，主主要施工程序序是钻孔、冲冲洗、止浆、堵堵漏、埋管、试试水、灌浆。钻钻孔采用风钻钻或打眼机进进行，孔距l～1.5m，除浅孔采采用骑缝孔外外，—般钻孔轴线线与裂缝呈30～45度斜角，孔孔深应穿过裂裂缝面0.5m以上，当有有两排或两排排以上的孔时时，宜交错或或呈梅花形布布置，但应注注意防止沿裂裂缝钻孔。冲冲洗在每条裂裂缝钻孔完毕毕后进行，其其顺序按竖向向排列自上而而下逐孔冲洗洗。止浆及堵堵漏待缝面冲冲洗干净后，在在裂缝表面用用1:2的水泥砂浆浆或用环氧胶胶泥涂抹。埋埋管（一般用用直径19～38mm的钢管作灌灌浆管，钢管管上部加工丝丝扣）安装前前应在外壁裹裹上旧棉絮并并用麻丝缠紧紧，然后旋入入孔中，孔口口管壁周围的的孔隙用旧棉棉絮或其它材材料塞紧，并并用水泥砂浆浆或硫磺砂浆浆封堵，防止止冒浆或灌浆浆管从孔口脱脱出。试水是是用0.098～0.1