现浇板式混凝土结构早期裂缝成因及控制

PAGEPAGE4现浇板式混凝土结构早期裂缝成因及控制毛志丹1杜俊文2周小兵2（襄樊民发混凝土有限公司441000）【摘要】本文介绍了预拌混凝土在生产施工过程所具有的快速高效，质量稳定等优点，同时也完全改变了传统的建筑工程混凝土生产与施工工艺，因此也出现了与传统生产施工工艺不同性质的裂缝，着重介绍了襄樊地区住宅工程现浇板式混凝土结构出现的裂缝成因及防治办法，生产及施工注意事项。【关键词】塑性收缩裂缝养护1、前言预拌混凝土的技术特点是性能稳定、质量好、利于规模化生产和利于快速施工及文明施工。是混凝土生产和施工的一大技术进步，是我国建筑业推广发展的十大新技术之一。预拌混凝土是将分散的现场搅拌改进为规模化集中封闭搅拌，并形成商品化。极大地减少了混凝土生产过程中所造成的二次环境污染（粉尘和噪音等）。但也是由于生产工艺和施工工艺的改变以及混凝土技术条件的转变，现浇楼面混凝土出现较多不同性质的裂缝，也给推广预拌混凝土带来了不小的负面影响。本文就传统混凝土与预拌混凝土生产与施工工艺对比，裂缝出现的成因及防治办法作一些简要的介绍。2、传统混凝土与预拌混凝土技术参数对比预拌混凝土是一种技术成熟的新型建筑材料，它与传统的现场搅拌的混凝土相比较有显著的不同，主要有：2.1混凝土的组份由原来水、水泥、砂、石四组份，发展到7组份甚至8组份：水、水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂、砂（还有可能为调整细度模数，几种砂混合使用）、石、外加剂（复合型）等。2.2由分散搅拌改为集中搅拌：由小手推车或人挑输送形式改为输送泵输送，减轻工人的劳动强度，工作效率增加数十倍。2.3由于改为输送泵输送，混凝土坍落度由塑性（30-70mm）增加到100mm以上的流动性和大流动性混凝土，有时须达到180mm以上。2.4由于坍落度的增加，砂率也显著地增加，且浆骨料比有显著的改变。传统的现场搅拌的塑性混凝土，砂率一般在28％～37％，浆骨料比55%~47%。而预拌混凝土砂率一般为35%～45％浆骨料比53%~45%。2.5混凝土的凝结时间，由于预拌混凝土中掺入了大量矿物掺合料（粉煤灰、矿粉等），以及掺入缓凝高效减水剂，混凝土凝结时间一般都控制在3~20h，有的达数十小时。传统现场搅拌的混凝土凝结时间一般在1~5h之间（随气温变化而变化）。3、现浇预拌混凝土一般裂缝成因与防治预拌泵送混凝土各种工作性能与传统现场搅拌混凝土工作性能有很大的改变，如把对待干硬性、塑性混凝土的传统施工方法应用到预拌泵送混凝土施工工艺中，必然会给工程质量带来不利影响。由于混凝土本身的复杂性及混凝土与周围环境相互作用性，混凝土裂缝的产生一般不是由单一的因素造成的，它的形成往往是多种因素共同作用的结果，所以单一的从某方面控制往往是不够的。预拌混凝土公司必须严把原材料采购关和进厂检验关，同时根据原材料品质优化配合比，严把混凝土出厂质量关，做到事先控制。施工方应严格执行有关建筑工程施工、预拌混凝土、泵送混凝土施工规程、规范、操作规程和施工技术方案等，只有生产与施工双方都重视质量，通力协作，现浇楼面板才不会出现裂缝或少出现裂缝。防治混凝土裂缝的出现，首要就是优选原材料和优化配合比：粗骨料起着抑制收缩作用，在选取时尽量选用弹性模量较高的粗骨料，优先选用5～31.5连续粒径的石灰岩质碎石或卵石作为混凝土的粗骨料，因为好的粗骨料堆积密度大（在大量的试验和施工应用中5～31.5连续粒径的石子，裂缝出现的最少）。细骨料宜选中砂，其中要严格控制砂石料的含泥量和泥块含量,同时降低砂率、合理配制粗骨料级配和尽可能地提高每立方米混凝土中石子含量都可减少混凝土的收缩。在选取水泥时，尽量不选收缩大的水泥品种；在不影响施工条件下，避免追求早强；降低水泥用量，适当地降低水胶比。尽量不选增加收缩的掺合料，建议选用优质粉煤灰以及矿粉等作为掺合料。因水泥、优质粉煤灰以及矿粉有不同的比表面积，存在不同空隙和模量关系，合理比例的掺量，空隙可以产生相互充填效应，改善孔结构，增加混凝土微观密实度。另外粉煤灰不但能延缓混凝土的水化热，提高后期强度，而且还有一定减收缩作用。外加剂的选择很重要，因不同品种的外加剂，也影响混凝土的收缩率。3.1粉煤灰的不同掺量对水泥浆、砂浆与混凝土的干缩率粉煤灰（%）水泥浆砂浆混凝土3d7d14d28d50d3d7d14d28d50d28d50d017.123.826.028.47.912.714.03.85.71016.120.522.91.97.611.62015.419.320.722.524.05.03014.417.618.820.97.19.94013.616.318.120.46.69.6表一不同粉煤灰掺量的水泥浆、砂浆、混凝土的干缩率（10-4）掺粉煤灰混凝土后期密实性提高的原因总的来说是由于粉煤灰的充份水化。充份水化后，水泥（加粉煤灰）浆的胶结能力和体积膨胀填充孔隙，使抗渗性和弹性模量增大，也使后期强度显著提高。从上表数据可以看出，掺粉煤灰的水泥浆、砂浆、混凝土都有明显的体积膨胀，掺粉煤灰的干缩率比不掺的有明显的减小，随着粉煤灰掺量的增加，干缩率逐渐减小，说明粉煤灰有微膨胀作用。3.2在不同养护条件下的裂缝观察试验在住宅工程搂面板所出现的裂缝，很大程度上是混凝土在塑性期形成，泵送混凝土的塑性收缩是产生裂缝较多的重要原因之一。由于浇注成型后，拌合物中的粗骨料在自重作用下缓慢下沉（特别在施工过程中采用振动迫浆的情况下），水和浆体上升，当粗骨料在下沉过程中受到钢筋等阻挡使钢筋上部混凝土产生拉应力，由这种沉降收缩产生的拉应力大于混凝土的初始抗拉应力时，混凝土就产生裂缝。另外，由于外加剂、水在混凝土中不断迁移，这样在浆体中形成一系列复杂的凹面，形成毛细孔压力，随着水分迁移，固体颗粒逐渐靠近，毛细孔也随之逐渐变细及毛细孔压力的增大，从而加快混凝土内部水份向外迁移，因外界的温度、风速及干燥程度等因素的影响，外部很快变硬而内部还未硬化，这样表面和内部未硬化的混凝土之间就存在一个硬化梯度层，从而制约了内部变形，内部混凝土变形也拉动了硬化层的变形，由于未硬化的混凝土变形快，当达到一定程度，表层硬壳就被拉裂，这就是我们所说的塑性收缩。混凝土收缩还有化学收缩、温度收缩、自收缩（干缩）等，这里就不一一诉说了。本文对处于塑性期的混凝土在不同养护条件下进行裂缝观察试验；3.2.1试验用原材料及主要性能水泥：华新42.5级普通硅酸盐水泥，28d强度48.7MPa，28d抗折强度7.7MPa。安定性及其它指标合格。掺合料：采用襄樊电厂粉煤灰单掺。针对以上原因分析，有的不能及时覆盖和及时浇水养护，或有的为了抢进度及其它原因干脆不盖也不养护，使混凝土表层脱水速度大于混凝土内层向表层提供水的速度，导致表面脱水，造成混凝土表面的收缩加速，而产生表面无规则裂缝。若不能及时补充水份养护，裂缝将会进一步扩展，甚至产生贯穿裂缝。应采取以下措施进行防治：楼板混凝土浇捣应遵循循序渐进的施工方法平行推进，按《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95，同一区域的混凝土布料应先柱、梁后楼板。浇楼板时布料不得在同一处连续布料，宜在2-3m范围内水平移动布料，并严格控制混凝土振捣顺序（振捣顺序应先柱后梁再楼板）和时间，楼板混凝土散布均匀，宜停止一段时间，停留时需根据天气及温度来定。禁止迫浆，撑握二次振捣时间，在混凝土初凝前（约40分钟-1小时左右）进行，在二次振捣后用铁滚筒来回交错压密实，平整后开始第一次抹平。严格控制第一次抹平和最后一次打磨，抹光扫毛的相隔时间，并根据施工当时的天气情况和气温状况，同时结合施工经验视其混凝土表面收水情况，在混凝土收水前（初凝）必须再次打磨完毕。严格控制塑料薄膜覆盖时间和覆盖面的严密性，塑料薄膜宜在最后一次打磨完毕后，即进行覆盖，最好是边打磨边覆盖，打磨一路覆盖一路。最好是塑料膜贴住混凝土面上，并在接缝处采用湿麻袋加以压住，不留任何缺口，确保混凝土散发出来的水份在塑料膜内不外泄。加强混凝土早期浇水养护，在混凝土浇筑完毕12小时后，即进行喷雾湿润，以补充早期水份蒸发。从以上试验中看加强24小时内早龄期养护至关重要。3.3.3混凝土终凝后继续施工所造成的裂缝与防治办法；过早在楼面加荷，特别是在主体施工期间，往往只注重进度，在浇筑混凝土的第二天，就开始上人弹线放样，钢筋工、木工就进场吊运材料等施工作业。因新浇筑的混凝土未达到一定强度，过早加荷导致新浇混凝土被震动而局部拉伸或受压，产生收缩分离而导致裂缝的产生。严格控制楼面过早加荷，必须在混凝土浇筑完毕达到一定强度后，方可进入柱、墙钢筋绑扎和部分支模材料吊运，吊运材料必须分散堆放、物料下面必须放上垫木，并尽量放在梁的位置上，以减少板面受震动荷载影响而使混凝土凝结遭到破坏。4、结论4.1虽然预拌混凝土楼板出现裂缝比较多，但只要加强生产施工过程中的预控，加强施工过程中；支模、坍落度控制、布料、振捣、复振、打磨、覆盖、养护和下道工序全过程控制，楼面层混凝土会得到有效的控制或有可能消除裂缝的出现。4.2加强混凝土早龄期的覆盖养护，采用合适的养护方法，比如塑料膜覆盖、喷雾（不是浇水）、养护剂；在适当时间重新抹压混凝土表面，控制振平速率和方向等等。特别是前24小时间的覆盖养护尤为重要（因为环境温度及风速对混凝土水份蒸发成正比，空气湿度与混凝土蒸发量为反比关系，因此在施工过程中应注重环境因素而采取有效措施）。4.3设计上应考虑温度应力分布筋的设置，宜采用小直径高密度，双层双向配筋法，可在很大程度上减少温差裂缝的出现。4.4预设应力释放缝，在组织施工设计方案时，有意识地在应力集中区设置应力释放带，把可能出现的裂缝控制在设定范围内，以便于处理。［参考文献］[1]