商品混凝土裂缝成因及控制措施

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  混凝土的集中搅拌是建筑工程管理的一项重大变革,从现场配制的半成品,走向工业化生产的商品,是现代混凝土技术成熟的标志。商品混凝土以其供应速度、搅拌量大、计量准确、省劳力、消耗低等诸多优点,已成为城市建筑业不可缺少的重要组成部分,越来越受到施工单位的欢迎,然而商品混凝土裂缝的频频出现,也让人非常头痛,尤其是表面系数大的板、墙以及大体积混凝土施工工艺不良等原因造成的混凝土出现裂缝的问题,引起了很多不必要的纠纷。严格地说,无裂缝的结构几乎是没有的,关键是如何控制有害裂缝的出现。因此,找出原因,拿出对策,落实措施,消灭裂缝是我们每一个施工企业的义务,也是我们每个施工技术人员的责任。
  1商品混凝土的特性
  预拌混凝土又称商品混凝土,是由水泥、骨料、水及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定的比例,在搅拌站经计量、拌制后出售并采用运输车在规定的时间内运至使用地点的混凝土拌合物。其特性如下:
  1.1塌落度大:受运输、等待等因素影响,出厂塌落度必须大于或等于施工要求的塌落度加上预计的塌落度经时损失值。
  1.2水灰比大,掺合料掺量大,胶凝材料多:在不影响强度的前提下,要想提高塌落度,用水量和胶凝材料用量必须同步增加,胶凝材料多有利也有弊。
  1.3砂率大:为满足泵送施工及大塌落度的和易性等诸多因素,必须提高砂率。
  1.4泵送剂(减水剂)掺量大,凝结时间较不掺者长:泵送剂是预拌混凝土的主要组分之一,它不仅能提高塌落度,降低用水量和水泥用量而且能提高混凝土的和易性、可泵性及良好的塌落度保持性能。
  1.5机械化程度高,计量较准确,搅拌较均匀,质量较稳定,但时间性要求极强:众所周知,混凝土一旦搅拌便进入倒计时,其塑性性能也将逐渐消失直至凝固。
  2防止混凝土出现裂缝应注意
  在了解以上商品混凝土特性后,我们发现商品混凝土浇注后产生裂缝与其特性是分不开的。预拌混凝土是一种特殊的建筑材料,交货时是塑性、流态状的半成品,在所有权转移后,还需要施工方继续尽一定的质量义务,才能达到最终的设计要求,因此,为防止商品混凝土出现裂缝等质量缺陷,在施工的时候需要施工方掌握及注意以下各点:
  2.1依据<预拌混凝土>GB/T14902-2003规定,从混凝土运输至交货地点时算起,20分钟内应该取样并检验,40分钟内完成试件制作,取样应在卸料流1/4-3/4之间采取并搅拌均匀且具有代表性。
  2.2依据<预拌混凝土>GB/T14902-2003规定,采用搅拌运输车运送的混凝土宜在自搅拌时算起1.5小时内卸料,当最高气温低于25℃时可延长0.5小时,即最多不超过2小时,对于超过允许卸料时间的混凝土,施工方应视其稠度大小或使用或降级使用或废弃(严禁私自任意加水),绝不允许将初凝或接近初凝的混凝土继续使用,更不允许超长时间施工。
  2.3改善施工技术,防止硬化混凝土病的发生(如烂根、烽窝、麻面、裂缝等)。
  2.3.1合理振捣:近年来商品混凝土塌落度越来越大,粘聚性差,易离析泌水,若少振或不振,不能排除拌合物中的空气,即达不到密实的程度;但若过振将会出现水泥浆、砂浆、粗骨料按上层至下层分布,其收缩率比为3:2:1,表面水泥浆会在下层砂浆和石子的约束下,产生收缩变形裂缝。合理振捣就是既要能排除混凝土中的空气,又要能使混凝土中的粗骨料在混凝土各层中均匀分布。
  2.3.2合理抹压:在混凝土第一次振捣后,立即用木抹子抹压找平,随着时间推移,混凝土拌合物会在自身重力作用下自然下沉,也会自动压迫混凝土中气体向外排出,直至初凝前后混凝土表面又会出现凸凹不平,甚至出现塑性收缩变形裂缝,同时表面的失水速度也会加速,表面的塑性收缩变形裂缝也会进一步加剧,特别是在大风或高温天气环境下更为激烈。为了解决这个问题,在混凝土初凝前进行第二次或第三次抹面,使其进一步密实,同时消除塑性收缩产生的裂缝。最后在混凝土终凝前,再进行有选择的抹压,彻底消除塑性收缩产生的裂缝。
  2.3.3保湿养护:干缩湿胀是混凝土的物理特性。设专人采用水膜养护是当前最好的办法,比用塑料薄膜覆盖保湿养护及草袋子、麻袋片等办法简单适用,成本低但需保证湿度,100%的养护且不少于24小时,在无水或用水无法保湿养护的情况下也可采用涂刷养护剂的办法,封闭混凝土自身水份的散失,减少裂缝形成,在大风、干燥或高温的天气条件下,因大塌落度混凝土表面密度较差,表面水极易蒸发而产生裂缝,混凝土表面收缩变形产生塑性的裂缝就是由于其表面失水过快造成的,所以保湿养护是防止混凝土塑性收缩变形裂缝的根本措施,无论是大塌落度混凝土还是小塌落度混凝土,只要在前期(7天)进行充分的保湿养护,其塑性收缩变形裂缝是完全可以避免的。
  保湿养护是彻底消除混凝土变形裂缝的关键步骤,宜早不宜迟,当混凝土表面没有浮水,能经得住手指轻压时,便可以保湿养护,可采用喷雾器喷雨雾养护。在炎热干燥又伴有大风的季节应在第一次抹压时立即进行,最好采用塑料薄膜覆盖,避免发生混凝土表面硬结。需要强调的是如果不能及时保湿养护,待混凝土终凝后才进行,此时裂缝已经产生,即便水浇得再多也枉然。
  2.3.4模板牢固,适时加荷:为防止混凝土跑模及裂缝,模板支撑必须牢固,拆模时混凝土必须达到规定的强度。在混凝土强度未达到1.2Mpa以前不准在混凝土上面踩踏、支模和加荷,因为这些都会导致混凝土不均匀沉降或受震动而产生裂缝。在混凝土强度未达到10Mpa时楼板上不应吊运堆放重物,即就是达到10Mpa以上,也应在堆放位置采取有效措施,以减轻对楼板的冲击影响。
  2.4混凝土在浇筑时,由于振动棒和重力的作用,骨料下沉、水泥浆上升,这种沉落直到混凝土硬化时方停止,当这种塑性沉落受到模板、钢筋及预埋件的抑制(或者模板沉降、移动时)就会出现裂缝,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑后半小时至三小时之间,混凝土尚处于塑性状态,混凝土表面水分消失时产生,沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉降过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎得不好、模板沉降、移动时也会出现此类裂缝。
  预防此类裂缝的措施是在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度,施工过程中应经常观察模板的移位和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振,且在第一次振捣后间隔20~30mm后,进行第二次复振。如果产生这种裂缝,在混凝土终凝前将混凝土裂面用木抹子重新抹平搓毛,可使裂缝愈合。
  2.5混凝土浇筑后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝,这类裂缝大多在表面出现,形状不规则、长短宽窄不一、呈鬼列状,深度一般不超过50mm,但薄板结构如果混凝土中掺有含泥量大的粉砂则可能被穿透。产生的原因主要是混凝土浇筑后3~4小时左右表面没有被覆盖,特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是被基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,到此时混凝土强度趋于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂,从混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快,塑性裂缝越易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率特别是进场第一次砂率比普通混凝土大很多,再加上夏季施工中及大体积混凝土中掺加缓凝剂,早期强度低所以其水分特别容易,表面容易形成裂缝。
  预防的办法是施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度,商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减少出机塌落度、减低砂率、严格控制骨料的含泥量、掺加粉煤灰等混合材,如出现裂缝在混凝土终凝前进行二次抹光,然后及时洒水或覆盖。
  一般的塑性沉落裂缝和塑性收缩裂缝都属于非结构性裂缝,对结构性能无大影响,GB50164-92《混凝土质量控制标准》中也有明确规定。塑性沉落和收缩有时没有明显区别,交织在一起,混凝土所用原材料质量有一定影响,但不起决定作用。我们曾经遇见过这样的情况:使用同一配比、同一批次的商品混凝土在相同的施工人员浇注时,上午浇注的混凝土发现裂缝较多,而下午浇筑的混凝土切基本上没有发现裂缝,且浇注相同的混凝土用不同的施工队伍施工裂缝的出现的程度也不同。这说明施工工艺与环境条件对混凝土非结构性裂缝起决定作用。工程实践证明,尽管商品混凝土由于其特有的性质会比自拌混凝土容易出现裂缝,但只要严格按照工艺要求进行施工,是能有效地控制商品混凝土建筑物的裂缝的。
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