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混凝土早期干缩裂缝的控制

来源:2014年中国商品混凝土年会 论文集 作者罗建​ 发布时间:2014-10-27 8:51:08

    摘  要:本文通过分析混凝土早期干缩裂缝的成因及危害,提出了从混凝土拌合物质量、混凝土的施工浇注及浇注后的养护三方面进行控制,从而控制混凝土的早期干缩裂缝,提高混凝土的使用寿命。

​1 混凝土早期干缩裂缝的成因分析及危害​

1.1 混凝土早期干缩裂缝的成因分析​混凝土早期干缩裂缝主要是在混凝土处于塑性阶段时形成的,自身失水产生收缩,而此时自身还没有强度,或强度很低,不能抵抗其收缩产生的拉应力,从而出现了裂缝。干缩裂缝一般发生在终凝前,且多为表面裂缝,深度大多在2厘米内,长度也在1米内,少数严重的能达到2、3米;但在终凝后如果不注重养护,也可能出现干缩裂缝,甚至先前出现的表面裂缝也可能发展为贯穿性的和贯通性的裂缝。

​1.2 混凝土干缩裂缝的危害​    在现代社会高速发展的环境下,效率就是金钱,几乎所有工程都是赶字当头,对于混凝土早期干缩裂缝不重视,认为对结构无危害、无关紧要。其实如果不重视,不进行养护,后期可能发展成贯穿性和贯通性裂缝,那么就可能会影响到建筑结构安全和使用功能,或者会影响到建筑的使用寿命。因为有了裂缝一是破坏了建筑结构的整体受力,二是可能出现雨水或空气等通过裂缝进入混凝土内部,造成内部钢筋锈蚀,加速混凝土的破坏;或者是侵蚀混凝土,加速混凝土碳化影响强度,从而破坏建筑结构,缩短建筑使用安全和寿命。

​2 混凝土拌合物的质量控制​

2.1 混凝土原材料质量控制​

2.1.1 水泥质量控制​    目前建筑工程使用的混凝土几乎百分之九十九以上都是商品混凝土企业生产的预拌混凝土拌合物。所以对于商品混凝土企业来说,要生产质量稳定的预拌混凝土拌合物,是决定混凝土质量的根本,也是混凝土裂缝控制的根本。水泥是混凝土中的关键材料,是其发生水化化学反应形成混凝土水化石的中心材料。所以生产混凝土时水泥的选择非常重要。通过实验和规范,最好选择大厂生产的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。要求安定性合格、3天强度控制在30mpa左右,28天强度在50mpa左右。细度目数在8750px2/g,标准稠度用水在25%左右。

​2.1.2 掺合料的质量控制​商品混凝土掺入掺合料,不仅仅是为了降低成本,废物利用,也是为了改善混凝土的性能。通过掺入掺合材料,一是可以提高拌合物的施工性能,便于施工,提高浇注混凝土的密实程度,从而减少混凝土的收缩,降低早期裂缝。二是参与二次水化反应,增强混凝土的强度。在选择掺合料时,要选择性能稳定,安定性合格。粉煤灰最好选择f类的二级以上,脱硫良好的风选灰或球磨灰。严格控制其细度、需水比和烧失量指标。高炉矿渣微粉,要选择75及以上。严格控制其净浆流动度、活性指数。其它类型的渣粉,要在实验后,确保其混凝土施工性能好、体积稳定性好,与水泥和外加剂相容性好的,对钢筋无锈蚀等为原则。

​2.1.3 外加剂的质量控制​目前外加剂的品种很多,但对普通的混凝土,在商混站主要使用了减水剂和具有缓凝效果的缓凝剂。在生产混凝土时,要选择和使用与水泥及参合料相容性良好的具有减水和缓凝效果的复合外加剂,配置混凝土含气量在2—4%之间。在质量控制时,进场需要对每批外加剂的净浆流动度进行测定,控制每批的变化范围在20mm内,超过了就不能入库,或在是通过试配确定用量后再使用。​

2.1.4 混凝土骨料的质量控制​混凝土骨料质量的控制包括细骨料(砂)及粗骨料(石)的质量控制。首先是骨料含泥量的控制。骨料中的含泥量对混凝土的收缩影响非常大。因为泥土的吸水性比砂石大得多,在混凝土中体积稳定性非常差,所以如果含泥量高,就会增加混凝土的干收缩,增大混凝土的裂缝风险。在砂、石进厂时,严格控制砂含泥量在3%以内,泥块含量控制在1.0%以内;石含泥控制在1.0%以内,泥块控制在0.5%以内,如果生产c60及以上的高标号混凝土,则各指标要求相应提高。砂要选择中砂,颗粒级配良好,素混凝土石最大粒径在40mm以下,连续级配。同时要求砂、石的质地要坚硬。

​2.2 混凝土生产​

2.2.1混凝土的生产配合比确定​根据选好的各种原材料性能,进行生产配比的设计和试拌、调整。设计时主要依据普通混凝土配合比设计规程进行,通过大量的试验室试拌,检测混凝土的各项性能指标。要求混凝土拌合物流动性好、不泌水、不分层等利于泵送和便于混凝土拌合物密实的良好工作性能;同时要求收缩率小;凝结时间便于控制整个浇注过程,一般初凝控制在12小时左右,终凝时间在15小时左右;试件28天标养强度达到115%。这里收缩率控制越小越有利于裂缝控制,该实验比较麻烦,许多商品混凝土搅拌站都没重视甚至根本不控制,所以导致混凝土干缩裂纹严重。同时凝结时间对于干缩裂缝的控制也很重要,因为如果凝结时间过短,不便于混凝土的浇注;时间过长,混凝土长期处于塑性阶段,强度一直不上来,水分蒸发过多,导致干缩裂缝大量出现。所以在试验室试配时不能仅关注强度,还要关注其工作性能和收缩率及凝结时间,这是从混凝土性能控制干缩裂缝的关键。

​2.2.2混凝土的生产、运输及泵送​混凝土的原材料进厂必须严格控制质量,生产必须严格按试验配比进行配料。在此要注意计量设备要经常校对,确保计量准确;每次配合比输入要正确。同时在确定每次生产配比前,要检查沙石材料情况。因为其他材料只要进厂检测指标合格了,就应该满足,但沙石由于目前的生产工艺和存放状况,决定了它的指标和性能的不稳定性。所以生产配比每次还要注意根据沙石状况进行调整。生产出的混凝土,对其拌合物工作性能进行检测,确保其性能与试配时的性能基本一致才算生产出了合格的混凝土拌合物。​混凝土在运输和泵送过程中,一是要确保其拌合物不泌水、不分层的均质状态,同时要在规定时间内泵送到部位上去;二是如果在过程中拌合物塌落度损失比较大,流动性差了,不利于混凝土的浇注,要坚决杜绝加生水,必须用专用二掺外加剂进行调整,而且要进行充分搅拌均匀才能使用。但要注意,在用外加剂调整时,不能加的过多,如将塌落度调的过大,甚至是离状态,那么也会加剧混凝土的干缩裂缝。

​3 混凝土的施工浇注及养护​

3.1 混凝土的浇注

​3.1.1混凝土浇注前的准备​首先混凝土浇注前要确定好浇注顺序,避免在浇注时“全面开花”,造成首尾不能相接而出现浇注冷缝。其二浇注前必须对模板或基础部分进行充分润湿,但不能有积水,这也有利于干缩裂缝的控制。因为如果不进行润湿的话,有的模板吸水很强,就会将混凝土拌合物的水分很快吸收,造成干缩裂缝。如果浇水过多,有积水,在对混凝土进行振捣时就会混合到混凝土内,造成其内部水分过多,在水分干后,加重了混凝土的收缩。其三浇注前要检查钢筋布设情况,特别是对板面结构的面筋,要确保其不能塌陷。应为面筋对混凝土的早期干缩裂纹也具有约束作用,当然对后期裂缝的发展更具有控制作用。

​3.1.2混凝土的浇注​在混凝土浇注时按照“布料——刨平——振捣——抹面找平——终凝前抹面”顺序进行。有的习惯在振捣后再刨平,这样在刨平时,本来已振捣提上来的浆体又翻到下面,在抹面时面层浆体少,抹面就很困难,抹面工抹面时就会去浇水,这样就加剧了干缩率,从而就加大了裂缝出现。在布料后半小时内做完第一次抹面工作,避免因混凝土摊铺开后时间过长水分蒸发后工作性能变差,给抹面找平带来困难。在振捣时,要弄清楚振捣器的振捣半径,确定好振捣步距和时间,避免漏振和过振。最好进行二次振捣,因为特别在厚度较大的钢筋混凝土中,由于混凝土从可塑性阶段向稳定性发展的过程中,出现一次振捣不到位而沉降量过大,又有钢筋的约束,同时加上收缩,出现早期干缩和沉降共同作用下的裂缝。​在振捣后,要及时的进行抹面找平工作,避免等待时间过长,而导致表面水分失去抹面难度大,甚至工人浇水抹面。这些都不利于干缩裂缝的控制。在进行第一次抹面后,要安排工人注意进行二次抹面。而且这次抹面要根据不同的天气状况和不同的结构部位,掌握好抹面时间。这次主要是在混凝土初凝后和终凝前进行,也就是混凝土用手在一定力度的作用下按,能够留下印迹,但不会出现太深。特别是对已经出现了裂纹的部位,要使用木模子反复搓压裂纹处,让其愈合。

​3.2 混凝土的养护​许多项目不重视混凝土的养护,出现了裂缝,就找商混站。这是非常错误的思路,如果工地不加强养护,商混站是无法避免此类混凝土裂缝。因为混凝土拌合物事是一种混合物,有固、液、气三相,在塑性阶段时,无论原材料多干净,配合比多合理,都无法避免其干收缩的固有属性,只有通过施工养护来弥补和减轻裂缝的出现。在成都平原上,我们的四季都需要对混凝土进行养护。因为在春秋两季,整体温度虽然适中,但由于春秋多风,且天气多变。因此都会导致混凝土表面失水快,而混凝土又还处于塑性阶段,从而导致裂缝的出现。而在冬季,气温比较低,多吹干风,但也未到达必须对混凝土添加防冻剂的情况。所以会导致混凝土塑性阶段相对较长,而表面失水,导致干缩裂缝。在夏季,气温高,特别是在早上浇注混凝土,到中午气温到最高时,混凝土又还未终凝,表层水分很快被蒸发,而内部水分还来不及向外转移,这样可能出现表面有层干皮,而内部还软,也会导致干缩裂缝。所以在春夏秋冬四季中,最好在混凝土抹完二次面后,立即进行薄膜遮盖养护,如果表面水分不足,要先将其表面润湿后再进行遮盖,确保表面湿润,同时表面水分又不会过快的蒸发,从而避免干缩裂缝的出现。​总之混凝土的早期干缩裂缝应该从混凝土的原材料质量控制、配合比的合理性、生产过程的严格控制到工地上的浇注混凝土和后期养护,各环节全方位的控制,严格按规范来操作,才能避免早期干缩裂缝的出现。特别是施工单位,对于多次抹面和遮盖养护,要给班组灌输到位,同时加强监督,切实做到位,才能避免。根据观察,多数情况是因为施工单位没有重视,才出现较多的干缩裂缝。因为同样一家商混站生产的混凝土,同时在不同的工地浇注,重视多次抹面和养护工作的出现裂缝就很少,而不注重的就非常严重。

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