泵送混凝土裂缝产生的原因和处理措施

□郭克伟（河南水利建筑工程有限公司）

用混凝土泵沿管道输送的混凝土拌合物称为泵送混凝土。由于它与传统的混凝土施工方法不同，所以对混凝土的要求也不一样，不但要满足设计规定的强度、耐久性等，还要满足管道输送对混凝土拌合物的要求，即混凝土拌合物应有良好的可泵性。所谓可泵性是指混凝土拌合物应具有顺利通过管道，摩擦阻力小，不离析，不阻塞，粘聚性好的性能，因此不是任何一种混凝土拌和物都能泵送，不能用随意配方得到的混凝土在泵机上作输送试验，否则将造成故障。

混凝土泵送施工技术已越来越多地用在我们的各类工程中，经试验研究和工程实践说明，泵送混凝土不仅与砂、石、水泥、泵送剂等材料标准有密切关系，并须有连续的施工工艺，对混凝土泵输送管的选择布置，混凝土泵送与浇筑等要求较高。但是，有时候由于气候等原因，产生温度裂缝的情况还是时有发生的。

一、温度裂缝产生的原因和特征

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。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，就形成内外的较大温差，较大的温差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，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝通常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。

二、影响因素和防治措施

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现温度裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

（一）混凝土原材料和配合比的选用

骨料级配的选择：骨料级配对泵送性能有很大的影响，必须严格控制。根据钢筋混凝土工程施工及验收规范规定，泵送混凝土骨料最大粒径不得超过管道内径的1/4～1/3。如果混凝土中细骨料含量过高，骨料总面积增加，需要增加水泥用量，才能全部包裹骨料，得到良好的泵送效果。细骨料含量少，骨料总面积减少，包裹骨料的水泥浆用量少，但骨料之间的间隙未被充满，输送压力传送不佳，泵送困难。

水泥品种选择和水泥用量控制：大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。因此，在取得设计单位的同意后，可用56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。

掺加掺合料：国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，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。

水灰比、坍落度：泵送混凝土的水灰比应限制在0.4～0.6，不得低于0.4，水灰比大，混凝土稠度减小，流动性好，泵送压力会明显下降，但由于在压力作用下，混凝土过稀，骨料间的润滑膜消失，混凝土的保水性不好，容易发生离析而堵塞管道，因此应限制水灰比。泵送混凝土的坍落度要适中，常用坍落度为8～15cm，以9～13cm为最佳值，坍落度＞15cm应加减水剂。

（二）混凝土输送泵的选型和布置

混凝土输送泵的选择：目前我国使用的混凝土泵机有2种，一种是带有布料杆可行走的泵车；另一种是牵引式固定泵。泵车的机动性强、移动方便，但价格较贵。固定泵机动性差，布泵时需要根据施工现场情况进行合理布置，但价格较低。

泵机的布置：在选择泵机位置时，要使泵机浇灌地点最近，附近有水源和照明设施，泵机附近无障碍物以便于搅拌车行走、喂料。泵机安装就位，最好在机架底部垫木块，增加附着力，以保证泵机稳定。泵机周围应当有一定空间以便于人员操作。泵机安装地点应搭设防护棚。

泵机与搅拌车的匹配：混凝土搅拌输送车的装载量有5m3和6m3两种。搅拌车在灌入混凝土后，搅拌筒做低速转动，转速为一定值，然后将混凝土运送到施工现场。由于搅拌站与施工现场有一段运送距离，并且搅拌车的出料量与泵机输送量有一定的差值，因此存在泵机与搅拌运输车的数量匹配问题。

（三）施工工艺改进

1.搅拌工艺

采用2次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。

2.振动工艺

对已浇筑的混凝土，在终凝前进行2次振动，可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

3.养护工艺

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，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。

三、有关裂缝的处理措施

裂缝的出现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和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况，我们要区别对待、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以下一些方法：表面修补法，嵌缝法，结构加固法。

（一）表面修补法

是一种简单、常见的修补方法，它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进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

（二）嵌缝法

是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。

（三）结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：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、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。