页岩陶粒混凝土裂缝的形成原因及预防措施

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摘要：页岩陶粒混凝土具有轻质、高强、优异的热工效果等特点，被广泛应用于楼地面的隔热工程、屋面的保温工程，在当今工程建设领域占有很重要的地位。根据现有的楼地面、屋面的破坏情况来看，页岩陶粒混凝土出现裂缝的工程质量问题相当严重，其属于隐蔽工程维修困难，很大程度上降低建筑物的使用寿命。文章结合工程实践经验，对页岩陶粒混凝土裂缝的发生诱因进行总结，并提出了对应的预防措施。

关键词：页岩陶粒；混凝土；裂缝；诱因；预防

随着十二五规划的进一步实施，我国的建设项目正如火如荼的进行。同时，对建筑物节能的要求也在不断提高。在当今的建设行业中，因为页岩陶粒混凝土保温、隔热、比强度高、耐火、施工效率高、综合经济效益好等特点，逐渐被广泛的应用于现代工程项目中并占有不可替代的地位。它对建筑物的楼地面工程、屋面工程的安全耐久性有着及其重要的影响。与此同时，关于页岩陶粒混凝土工程出现裂缝的现象层见迭出，数见不鲜，已严重制约建设工程项目的进度，造成不可挽回的巨大经济损失。

1页岩陶粒混凝土垫层产生裂缝的诱因

页岩陶粒混凝土是一种质地不均的多相建筑材料，范德华力成为其内部封闭孔隙结构的主要作用力。变形的大小、约束的情况、实时抗拉强度是导致页岩陶粒混凝土开裂现象的重要因素。结合工程实际，主要探讨页岩陶粒混凝土产生塑性开裂的诱因：

1.1《轻骨料混凝土技术规程》对水灰比有着严格的要求。水、水泥、化学外加剂、矿物外加剂的计量误差，直接影响页岩陶粒混凝土的龄期强度。混凝土龄期强度对水灰比、扩展度、坍落度的变化十分敏感，我们通常把这视为是水和水泥称量误差对强度影响的叠加。页岩陶粒因弹性模量较低，外部有大量不规则的开孔孔隙，若不妥善堆放将成为灰尘的附着体使配置的页岩陶粒混凝土抗拉强度降低，塑性收缩变大而产生裂缝。

1.2因页岩陶粒内部有大量的孔隙，在泵车加压泵送页岩陶粒混凝土时，有部分的水泥浆体进入陶粒骨料内部孔隙使混凝土拌合料稠度增大，坍落度降低，作业人员通常再次向拌合物中加水并将其泵送至浇筑工作面。页岩陶粒混凝土拌合物达到工作面后在没有泵压的作用下将内部浆体给予释放出来造成混凝土拌合物不均匀，容易产生局部骨料少，浆体多的现象。随着混凝土表面水分的蒸发，湿度降低，混凝土体积减小、脱水收缩，进而产生表面裂缝。

1.3页岩陶粒混凝土在浇筑过程中振捣时间过短将出现页岩陶粒沉入浆体挤出水分、空气，页岩陶粒大部分聚积于拌合物下部，拌合物表面造成砂浆层且出现泌水现象，它比下层混凝土有较大的收缩性能，待浆体水分蒸发后，容易产生凝缩裂缝。而在楼地面、屋面基层清理、洒水过程中洒水量不足且不均匀，或者洒水后与垫层浇筑间歇时间过长，使基层过于干燥引起的混凝土塑性收缩，诱发裂缝。

1.4页岩陶粒混凝土浇筑初期，水泥水化反应产生大量的水化热，使混凝土内部的温度急速上升，但由于混凝土表面散热面积大，热量可以很快的向空气重散发，因而温度上升较慢。而混凝土内部散热条件受约束，热量散发量少，因而温度急速上升，内外形成温度梯度，产生温度应力。结果混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，当拉应力大于其抗拉强度时，诱发裂缝。

1.5页岩陶粒混凝土过分的收面压光和养护不当，将会使拌合物中的页岩陶砂细骨料过多的浮到表面。由于陶粒具有微泵功能，使混凝土表面形成一层较厚且含水量较大的水泥浆层，水泥浆中的Ca(OH)2与空气中的CO2发生化学反应生成CaCO2，引起表面碳水化收缩，导致混凝土表面开裂。

2页岩陶粒混凝土裂缝的预防

页岩陶粒混凝土对建筑物楼地面、屋面隔热保温工程的整体性和使用的安全耐久性能有着至关重要的作用。加快实现65%的国家建筑节能标准，页岩陶粒混凝土裂缝的预防治理措施成为当今迫在眉睫的研究课题。

2.1严格控制好配合比原材料质量关

原材料的选择应符合相应标准、规范的要求，不仅要选用质量优良、价格合理的材料，还要满足实际工程的相应要求。严格按照《轻骨料混凝土技术规程》的有关规定，进行优化配合比设计，尽可能最大限度的预防混凝土裂缝的产生。

2.1.1水泥

水化热是水泥制品的刺手问题。页岩陶粒混凝土单方水泥用量不得超过550kg，水灰比不得大于0.50。为降低混凝土内外温差、减少温度应力的产生，应优先选用低水化热水泥。

2.1.2页岩陶粒

建设工程使用的页岩陶粒应由同一生产厂家所提供，确保质量稳定、无有机杂质、物理属性、化学成分等相关指标符合规定。页岩陶粒混凝土采用的粗骨料陶粒（5-30mm）和细骨料陶砂（0-5mm）应选用连续级配。陶粒进场后应分仓存放，并分预湿仓和使用仓。在陶粒使用前12h~24h将足量的陶粒投入预湿仓进行浸泡，以保证陶粒达到吸水饱和状态。在混凝土配制前3h~4h，将陶粒捞出放入使用仓内，陶粒堆放高度不宜过高，以确保其匀质性，且能充分沥去多余的水分，保持使用前陶粒的吸水饱和状态，以达到混凝土和易性和可泵性要求。

2.1.3外加剂

合理的选用外加剂能够有效的预防页岩陶粒混凝土产生裂缝。粉煤灰是防开裂效果中最显著的，粉煤灰的合理掺量能有效降低混凝土的水化热，改善混凝土的干缩性、脆性。在施工过程中，对混凝土加入胶凝材料重量的0.8%高效减水剂，可明显改变混凝土的和易性和流动性，减少25%左右的拌合用水，节约15%左右的水泥，从整体上降低水化热。掺入适量UEA膨胀剂，有效补偿页岩陶粒混凝土干性收缩，增强内部结构的密实度。

2.2页岩陶粒混凝土的搅拌

页岩陶粒混凝土拌和物应采用强制式搅拌机搅拌，先将砂、水泥、粉煤灰干拌30s，然后加入外加剂及水拌合1min，最后将处理后的陶粒倒入砂浆中再拌合2min后成型。用水量与坍落度控制密切相关，在混凝土生产过程中要考虑用水量和净用水量之间关系。关键是在投料搅拌前，应随时测定陶粒含水率，以确定净用水量，保证陶粒混凝土的和易性。

2.3选择适宜的输送泵

适宜的泵压有利于陶粒混凝土的泵送。泵压太高，会造成陶粒的持续吸水；混凝土会变得干涩，缺乏流动性，增加泵送的难度；泵压过低，达不到混凝土泵送压力要求，不能保证泵送的连续性。因此，合理选择输送泵及泵送压力是非常关键的。选择输送泵时，应尽量减少弯管及橡胶软管数量，输送泵的管道直径应不小于125mm，最好选用直径为150mm的管道，以降低管道对混凝土的阻力。

2.4页岩陶粒混凝土振捣

由于陶粒是一种多孔性材料，振动能在陶粒混凝土中的衰减速度要快于普通混凝土，为保证振动密实，应缩短振点间距；为防止过振引起陶粒上浮，振捣延续时间应短于普通混凝土的振捣时间。采用插入式振动器振捣时，应以密插快插为宜，每个振点振捣时间应控制在6s以内，如坍落度较小时，振捣时间可适当延长。

2.5页岩陶粒混凝土养护

在陶粒混凝土浇筑振捣后8-12h后，应对其表面用土工布或麻袋片等吸水性材料覆盖混凝土外露表面进行养护，保持混凝土表面的湿润状态，潮湿养护时间不应少于14d，但应避免用自来水直冲淋刚刚初凝的混凝土，并应坚持作好后期的养护工作。

3结语

总而言之，裂缝问题成为页岩陶粒混凝土混凝土工程的通病，裂缝问题如果得以很好解决不仅可以使楼地面工程、屋面工程的工程更好的发挥其使用功能，而且可以为页岩陶粒混凝土的广泛应用发挥极其重要的作用。页岩陶粒混凝土裂缝产生的因素贯穿于施工整个过程，只有在施工整个过程中严格执行相关的规范、技术标准，从原材料、施工工艺流程、施工过程管理方法等建立起严格的规章制度并贯彻执行，才能更大限度的预防裂缝的产生。

参考文献

[1] 李英.房屋建筑施工现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题思考[J].辽宁行政学院学报, 2011(8):69-70.

[2] JGJ51-2002,轻集料混凝土技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3] 葛岩,于秀丽.浅谈现浇混凝土楼板裂缝的形成原因及控制[J].科技创新导报,2008(5):63.

[4] Kovler, Konstantin, Souslikow Andrew, Bentur Arnon. Pre-soaked lightweight aggregates as additives forinternal curing of high-strength concretes. Cement and Concrete Research, 2004,24(2):131.

[5] P.Schwesinger, G.sickert, Reducing shrinkage in HPC by internal curing by using pre-soaked LWA,inProceedings of International Workshop on Control of Cracking in Early-age Concrete,edited by A.A.Balkma Publishers(Japan,Tohoku University,2000,18(3):313

[6] 罗瑞禧.砼结构开裂原因分析论文[J].法制与经济,2010(7):140.

[7] 董恩联,陈世源.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治[J].黑龙江科技信息,2009(3):244.