论文部分内容阅读
摘 要：本文简单地从原材料和配合比及工艺特点方面介绍了泵送混凝土的特点，然后探讨了泵送混凝土温度裂缝形成的原因，最后从原材料的选用，改进施工工艺，以及对已有裂缝进行处理等三个方面介绍了温度裂缝的防治措施。
关键词：泵送混凝土；温度裂缝；成因；防治
一、概述
近年来，泵送混凝土已广泛地应用到建筑领域，它对整个建筑业的发展起着关键的作用。泵送混凝土不仅能加快施工速度，减轻劳动强度，还能改善混凝土的施工性能，保证混凝土质量，对薄壁密筋结构可少振捣或不振捣施工。但一些工程也表明，泵送混凝土有时也会出现强度不足、凝结时间异常等现象，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应当引起足够的重视。笔者将结合自己多年的施工经验重点分析温度裂缝产生原因，并提出相应的防治措施。
二、泵送混凝土的特点
1.原材料和配合比
（1）水泥用量多。强度等级在C20～C60的混凝土水泥用量范围为350～550kg/m3。
（2）砂率偏高，砂用量多。为了方便运输、泵送和浇筑，混凝土需要良好的流动性、保水性和粘聚性。因此，泵送混凝土的砂率要比普通混凝土增大6%以上，约为38%～45%。
（3）添加超细掺合料。为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中常掺加沸石粉、粉煤灰、矿渣等掺合料。
（4）石子最大粒径。为满足泵送和抗压强度要求，石子与管道直径达到1∶2.5（卵石）、1∶3（碎石）～1：4、1∶5。
（5）泵送剂。多采用高效减水剂复合，如缓凝剂、引气剂等，对混凝士拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。
2.工艺特点
（1）混凝土拌制在搅拌站进行，所以通常原材料计量准确，搅拌均匀。
（2）多数搅拌站对细掺合料、粉状膨胀剂和粉状泵送剂的称量采用容积法，使计量和分散存在问题，因而会影响混凝土的均匀性。
（3）如果混凝土拌合物过干、过稀，或是运输和停留时间过长又未进行搅拌均匀就进入泵时，混凝土拌合物就会变得干稀不均。
（4）遇到大体积混凝土施工时，若采用的技术措施不当或不完善时，容易产生温度裂缝。
（5）对于混凝土大面积板材，应在浇筑后做好防风、防晒等养护，否则容易产生干缩裂缝。
三、泵送混凝土温度裂缝的成因
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。这是因为混凝土在浇筑硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。实践证明，水泥水化热在1～3d可放出热量的50%，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量300～550kg/m3 来计算，每m3 混凝土将放出15500～27500KJ的热量，这会导致内部温度急剧上升，而通常混凝土表面散热是比较快的，混凝土内外形成较大温差，这种温差会造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当这种温度应力超过混凝土抗拉强度极限时，就会产生温度裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土浇筑后的3～5d，初期出现的裂缝很细，裂缝会随着时间的发展而继续扩大，甚至贯穿整个混凝土断面。温度裂缝的走向通常没有固定的规律，一般大面积结构往往会出现纵横交错的裂缝；而梁板类长度尺寸较大的结构，深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边平行或接近与平行，而且裂缝沿结构全长分段出现，中间裂缝会比较密，裂缝大小宽度不一，很明显受到温度变化的影响，冬季较宽，夏季较窄。当温度裂缝的宽度超过了一定的限值就成了有害裂缝，它会严重影响结构物的耐久性和适用性，尤其是深层裂缝和贯穿裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而严重影响建筑物的质量和运行安全性。
四、温度裂缝的防治措施
1.混凝土原材料的选用和配合比要合理
（1）水泥品种选择和水泥用量控制。泵送混凝土所使用的水泥品种，应根据混凝土工程的特点和所处的环境条件进行选择。由于引起温度裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土产生内部和表面的温差。选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，可以减少温差，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。有关试验研究表明，如果混凝土的水泥用量每立方米增减10kg，其水化热将使混凝土温度相应升高或降低1 ℃。尽量将水泥用量尽量控制在450kg/m3 以下，以减少水泥水化热和降低内外温差。
（2）掺加掺和料。粉煤灰产量大且质优价廉，是商品混凝土掺合料中的首选。國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，能使混凝土密实度大大提高。粉煤灰不但能代替部分水泥，而且由于其颗粒呈球状具有滚珠效应，可以起到润滑作用，从而改善混凝土拌和物的流动性、保水性和粘聚性，从而改善混凝土的可泵性。最主要的是掺加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，防止大体积混凝土因水化热过高而引起的开裂。
（3）掺加外加剂。为了改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性，可以掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂。由于其减水作用和分散作用，在提高强度和降低用水量的同时，还可以降低水化热，降低混凝土内外温差，因而减少温度裂缝。
2.改进施工工艺
（1）搅拌工艺。采用二次投料法，即预拌水泥砂浆或预拌水泥净浆法，这样能有效地防止水分聚集在混凝土界面上，使硬化后界面层结构致密，粘结力增大。从而可以提高混凝土强度约15%，节约水泥10%，并进一步减少水化热和裂缝。
（2）浇注工艺。浇注过程中，对混凝土浇注分别采取分块、分层浇注，并严格控制混凝土坍落度等。遇到大体积混凝土，应在其内部适当预留一些孔道，以便通冷水或冷气来降低混凝土内部的温度，减少温度裂缝的发生。
（3）捣实工艺。已经浇筑的混凝土一定要振捣均匀。在混凝土快要凝结前进行二次振动，可排除混凝土因泌水在其内部形成的空隙，从而提高抗拉强度和粘结力，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。
（4）养护工艺。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。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，养护工作必须切实做好。
3.对已有裂缝的处理措施
混凝土一旦出现裂缝，不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性。因此对裂缝一定要及时处理，以保证建筑物的安全使用。混凝土裂缝的修补措施主要有表面修补法，嵌缝法和结构加固法。
（1）表面修补法。此法主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥砂浆、沥青或贴还养玻璃纤维布等防腐材料。
（2）嵌缝法。这是裂缝封堵中最常用的一种方法，首先沿裂缝凿一条槽，再在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等等，聚合物水泥砂浆是最常用的刚性止水材料。
（3）结构加固法。如果裂缝严重影响到混凝土结构的性能时，就有必要采用加固法对混凝土结构进行处理。常用的方法主要有以下几种：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固，增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
五、结束语
温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，泵送混凝土施工同样如此。因此，我们在施工中应充分认识到裂缝对建筑物的危害，并在施工中不断探索新工艺和新方法，来降低裂缝出现的概率，并采取合理的方法及时来对已有裂缝进行处理，不断提高混凝土的浇注质量，满足建筑结构安全、稳定、耐久等要求。
参考文献
[1]严上庭，严捷，混凝土结构实用构造手册[M].中国建筑工业出版社.1999.
[2]林瑞铭，舒运，建筑施工[M].天津大学出版社，1998.
[3]郭建萍，泵送混凝土温度裂缝的成因和防治[M].河北煤炭.2006，（3）
（作者身份证号码：460007198604195037）
关键词：泵送混凝土；温度裂缝；成因；防治
一、概述
近年来，泵送混凝土已广泛地应用到建筑领域，它对整个建筑业的发展起着关键的作用。泵送混凝土不仅能加快施工速度，减轻劳动强度，还能改善混凝土的施工性能，保证混凝土质量，对薄壁密筋结构可少振捣或不振捣施工。但一些工程也表明，泵送混凝土有时也会出现强度不足、凝结时间异常等现象，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应当引起足够的重视。笔者将结合自己多年的施工经验重点分析温度裂缝产生原因，并提出相应的防治措施。
二、泵送混凝土的特点
1.原材料和配合比
（1）水泥用量多。强度等级在C20～C60的混凝土水泥用量范围为350～550kg/m3。
（2）砂率偏高，砂用量多。为了方便运输、泵送和浇筑，混凝土需要良好的流动性、保水性和粘聚性。因此，泵送混凝土的砂率要比普通混凝土增大6%以上，约为38%～45%。
（3）添加超细掺合料。为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中常掺加沸石粉、粉煤灰、矿渣等掺合料。
（4）石子最大粒径。为满足泵送和抗压强度要求，石子与管道直径达到1∶2.5（卵石）、1∶3（碎石）～1：4、1∶5。
（5）泵送剂。多采用高效减水剂复合，如缓凝剂、引气剂等，对混凝士拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。
2.工艺特点
（1）混凝土拌制在搅拌站进行，所以通常原材料计量准确，搅拌均匀。
（2）多数搅拌站对细掺合料、粉状膨胀剂和粉状泵送剂的称量采用容积法，使计量和分散存在问题，因而会影响混凝土的均匀性。
（3）如果混凝土拌合物过干、过稀，或是运输和停留时间过长又未进行搅拌均匀就进入泵时，混凝土拌合物就会变得干稀不均。
（4）遇到大体积混凝土施工时，若采用的技术措施不当或不完善时，容易产生温度裂缝。
（5）对于混凝土大面积板材，应在浇筑后做好防风、防晒等养护，否则容易产生干缩裂缝。
三、泵送混凝土温度裂缝的成因
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。这是因为混凝土在浇筑硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。实践证明，水泥水化热在1～3d可放出热量的50%，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量300～550kg/m3 来计算，每m3 混凝土将放出15500～27500KJ的热量，这会导致内部温度急剧上升，而通常混凝土表面散热是比较快的，混凝土内外形成较大温差，这种温差会造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当这种温度应力超过混凝土抗拉强度极限时，就会产生温度裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土浇筑后的3～5d，初期出现的裂缝很细，裂缝会随着时间的发展而继续扩大，甚至贯穿整个混凝土断面。温度裂缝的走向通常没有固定的规律，一般大面积结构往往会出现纵横交错的裂缝；而梁板类长度尺寸较大的结构，深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边平行或接近与平行，而且裂缝沿结构全长分段出现，中间裂缝会比较密，裂缝大小宽度不一，很明显受到温度变化的影响，冬季较宽，夏季较窄。当温度裂缝的宽度超过了一定的限值就成了有害裂缝，它会严重影响结构物的耐久性和适用性，尤其是深层裂缝和贯穿裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而严重影响建筑物的质量和运行安全性。
四、温度裂缝的防治措施
1.混凝土原材料的选用和配合比要合理
（1）水泥品种选择和水泥用量控制。泵送混凝土所使用的水泥品种，应根据混凝土工程的特点和所处的环境条件进行选择。由于引起温度裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土产生内部和表面的温差。选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，可以减少温差，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。有关试验研究表明，如果混凝土的水泥用量每立方米增减10kg，其水化热将使混凝土温度相应升高或降低1 ℃。尽量将水泥用量尽量控制在450kg/m3 以下，以减少水泥水化热和降低内外温差。
（2）掺加掺和料。粉煤灰产量大且质优价廉，是商品混凝土掺合料中的首选。國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，能使混凝土密实度大大提高。粉煤灰不但能代替部分水泥，而且由于其颗粒呈球状具有滚珠效应，可以起到润滑作用，从而改善混凝土拌和物的流动性、保水性和粘聚性，从而改善混凝土的可泵性。最主要的是掺加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，防止大体积混凝土因水化热过高而引起的开裂。
（3）掺加外加剂。为了改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性和保水性，可以掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂。由于其减水作用和分散作用，在提高强度和降低用水量的同时，还可以降低水化热，降低混凝土内外温差，因而减少温度裂缝。
2.改进施工工艺
（1）搅拌工艺。采用二次投料法，即预拌水泥砂浆或预拌水泥净浆法，这样能有效地防止水分聚集在混凝土界面上，使硬化后界面层结构致密，粘结力增大。从而可以提高混凝土强度约15%，节约水泥10%，并进一步减少水化热和裂缝。
（2）浇注工艺。浇注过程中，对混凝土浇注分别采取分块、分层浇注，并严格控制混凝土坍落度等。遇到大体积混凝土，应在其内部适当预留一些孔道，以便通冷水或冷气来降低混凝土内部的温度，减少温度裂缝的发生。
（3）捣实工艺。已经浇筑的混凝土一定要振捣均匀。在混凝土快要凝结前进行二次振动，可排除混凝土因泌水在其内部形成的空隙，从而提高抗拉强度和粘结力，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。
（4）养护工艺。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。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，养护工作必须切实做好。
3.对已有裂缝的处理措施
混凝土一旦出现裂缝，不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性。因此对裂缝一定要及时处理，以保证建筑物的安全使用。混凝土裂缝的修补措施主要有表面修补法，嵌缝法和结构加固法。
（1）表面修补法。此法主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥砂浆、沥青或贴还养玻璃纤维布等防腐材料。
（2）嵌缝法。这是裂缝封堵中最常用的一种方法，首先沿裂缝凿一条槽，再在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等等，聚合物水泥砂浆是最常用的刚性止水材料。
（3）结构加固法。如果裂缝严重影响到混凝土结构的性能时，就有必要采用加固法对混凝土结构进行处理。常用的方法主要有以下几种：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固，增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
五、结束语
温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，泵送混凝土施工同样如此。因此，我们在施工中应充分认识到裂缝对建筑物的危害，并在施工中不断探索新工艺和新方法，来降低裂缝出现的概率，并采取合理的方法及时来对已有裂缝进行处理，不断提高混凝土的浇注质量，满足建筑结构安全、稳定、耐久等要求。
参考文献
[1]严上庭，严捷，混凝土结构实用构造手册[M].中国建筑工业出版社.1999.
[2]林瑞铭，舒运，建筑施工[M].天津大学出版社，1998.
[3]郭建萍，泵送混凝土温度裂缝的成因和防治[M].河北煤炭.2006，（3）
（作者身份证号码：460007198604195037）