泵送混凝土裂縫的防治措施
泵送混凝土屬于大流態(tài)的混凝土，它與過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)自拌的混凝土相比，具有坍落度大、砂率大、水泥用量多等顯著特點(diǎn)。筆者結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目泵送混凝土的施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，泵送混凝土施工出現(xiàn)的裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性。本文主要論述混凝土裂縫的形成原因及其防治措施。
一、泵送混凝土的特點(diǎn)
1.水泥用量較多，為保證混凝土具有良好的可泵性，混凝土中的水泥用量多為350～550千克/立方米。
2.常添加摻合料，為改善混凝土的性能、節(jié)約水泥和降低造價(jià)，混凝土中時(shí)常摻加粉煤灰、礦渣、滑石粉等摻合料。
3.砂率偏高、砂用量多。為保證混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，以便運(yùn)輸、泵送和澆筑，泵送混凝土的砂率一般要比普通流動(dòng)性混凝土大，約為38%～45%。
4.粗骨料最大粒徑為滿(mǎn)足泵送和抗壓強(qiáng)度要求，規(guī)范規(guī)定粗骨料最大粒徑與普通直徑比≤1/3。
5.水灰比宜為0.4～0.6。水灰比＜0.4時(shí)，混凝土的泵送阻力急劇增大；水灰比＞0.6時(shí)，混凝土則易泌水、分層、離析，也影響泵送。
6.泵送劑：多為高效減少劑復(fù)合以緩凝劑、引氣劑等，對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性和硬化混凝土的性能有影響，因而對(duì)裂縫也有影響。
二、裂縫原因分析和防治措施
(一)溫度裂縫
1.產(chǎn)生的原因
水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，若按502焦/克的熱量釋放計(jì)算，如水泥按350～550千克/立方米來(lái)計(jì)算，則釋放的熱量每立方米為17500～27500千焦的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高。如果按照我國(guó)施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定混凝土澆筑溫度為28℃，則可使混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到65℃左右，如果沒(méi)有降溫措施，混凝土內(nèi)部溫度有時(shí)還會(huì)更高。水泥水化熱在1～3天可放出熱量的50%。由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3～5天，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度應(yīng)力。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的內(nèi)外約束力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。一般認(rèn)為，混凝土的內(nèi)外溫差超過(guò)25℃，極易產(chǎn)生溫度裂縫，這種裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5天，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。
混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土澆筑厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土分層越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。
對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。
2.防治措施
防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是合理進(jìn)行混凝土分層分塊，并在混凝土原材料及配合比選用、泵送混凝土澆筑工藝等方面控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。
(1)合理進(jìn)行混凝土分層分塊
混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)尺寸、倉(cāng)面大小及約束情況等合理進(jìn)行混凝土澆筑的倉(cāng)面劃分，保證分層分塊滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，大體積混凝土分層分塊不宜過(guò)大，以避免產(chǎn)生溫度裂縫。(2)混凝土原材料和配合比的選用
水泥品種選擇和水泥用量控制：大體積混凝土施工宜選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。在滿(mǎn)足強(qiáng)度的條件下，盡可能減少水泥用量，控制在450克/立方米以下，經(jīng)研究和經(jīng)驗(yàn)表明，每立方米混凝土的水泥用量增減10千克，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低1℃。
選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的粗細(xì)骨料：根據(jù)結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑，選擇合理的最大粒徑的粗骨料。天然連續(xù)級(jí)配的粗骨料可使混凝土具有較好的可泵性，減少用水量、水泥用量，進(jìn)而減少水化熱。例如5～40毫米粒徑比5～25毫米粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6～8千克/立方米，降低水泥用量15千克/立方米，因而減少泌水、收縮和水化熱。細(xì)骨料采用級(jí)配良好的中砂為宜。實(shí)踐證明，采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2.3的中砂，可減少用水量20～25千克/立方米，可降低水泥用量28～35千克/立方米，因而降低了水泥水化熱，混凝土溫升和收縮
一、泵送混凝土的特點(diǎn)
1.水泥用量較多，為保證混凝土具有良好的可泵性，混凝土中的水泥用量多為350～550千克/立方米。
2.常添加摻合料，為改善混凝土的性能、節(jié)約水泥和降低造價(jià)，混凝土中時(shí)常摻加粉煤灰、礦渣、滑石粉等摻合料。
3.砂率偏高、砂用量多。為保證混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，以便運(yùn)輸、泵送和澆筑，泵送混凝土的砂率一般要比普通流動(dòng)性混凝土大，約為38%～45%。
4.粗骨料最大粒徑為滿(mǎn)足泵送和抗壓強(qiáng)度要求，規(guī)范規(guī)定粗骨料最大粒徑與普通直徑比≤1/3。
5.水灰比宜為0.4～0.6。水灰比＜0.4時(shí)，混凝土的泵送阻力急劇增大；水灰比＞0.6時(shí)，混凝土則易泌水、分層、離析，也影響泵送。
6.泵送劑：多為高效減少劑復(fù)合以緩凝劑、引氣劑等，對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性和硬化混凝土的性能有影響，因而對(duì)裂縫也有影響。
二、裂縫原因分析和防治措施
(一)溫度裂縫
1.產(chǎn)生的原因
水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，若按502焦/克的熱量釋放計(jì)算，如水泥按350～550千克/立方米來(lái)計(jì)算，則釋放的熱量每立方米為17500～27500千焦的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高。如果按照我國(guó)施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定混凝土澆筑溫度為28℃，則可使混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到65℃左右，如果沒(méi)有降溫措施，混凝土內(nèi)部溫度有時(shí)還會(huì)更高。水泥水化熱在1～3天可放出熱量的50%。由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3～5天，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度應(yīng)力。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的內(nèi)外約束力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。一般認(rèn)為，混凝土的內(nèi)外溫差超過(guò)25℃，極易產(chǎn)生溫度裂縫，這種裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5天，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。
混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土澆筑厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土分層越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。
對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。
2.防治措施
防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是合理進(jìn)行混凝土分層分塊，并在混凝土原材料及配合比選用、泵送混凝土澆筑工藝等方面控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。
(1)合理進(jìn)行混凝土分層分塊
混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)尺寸、倉(cāng)面大小及約束情況等合理進(jìn)行混凝土澆筑的倉(cāng)面劃分，保證分層分塊滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，大體積混凝土分層分塊不宜過(guò)大，以避免產(chǎn)生溫度裂縫。(2)混凝土原材料和配合比的選用
水泥品種選擇和水泥用量控制：大體積混凝土施工宜選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。在滿(mǎn)足強(qiáng)度的條件下，盡可能減少水泥用量，控制在450克/立方米以下，經(jīng)研究和經(jīng)驗(yàn)表明，每立方米混凝土的水泥用量增減10千克，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低1℃。
選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的粗細(xì)骨料：根據(jù)結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑，選擇合理的最大粒徑的粗骨料。天然連續(xù)級(jí)配的粗骨料可使混凝土具有較好的可泵性，減少用水量、水泥用量，進(jìn)而減少水化熱。例如5～40毫米粒徑比5～25毫米粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6～8千克/立方米，降低水泥用量15千克/立方米，因而減少泌水、收縮和水化熱。細(xì)骨料采用級(jí)配良好的中砂為宜。實(shí)踐證明，采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2.3的中砂，可減少用水量20～25千克/立方米，可降低水泥用量28～35千克/立方米，因而降低了水泥水化熱，混凝土溫升和收縮
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