预拌混凝土早期裂缝的成因及控制措施

杨永雄（汕头市润都混凝土有限公司）

预拌混凝土早期裂缝的成因及控制措施

杨永雄
（汕头市润都混凝土有限公司）

本文从设计、材料、施工、监理等方面分析现代混凝土出现早期裂缝的原因及预防措施。

传统混凝土（指六七十年代的现场施工的四组份混凝土）；现代混凝土（指高强高性能泵送混凝土）

1　前言

预拌混凝土高速发展，施工工艺的革新，材料中外加剂和矿物掺合料的大量使用以及混凝土强度等级的提高，裂缝数量日益增多，开裂时间大大提前，质量纠纷不断增加。

某工程、楼面裂缝如图1。

图1　

2　裂缝成因

2.1设计

对传统混凝土，增设构造钢筋、设缝等已能较好地控制早期裂缝。

对现代混凝土，当采用了这些措施，甚至掺膨胀剂等技术后，裂缝问题依然严重。

表1　

2.2材料

传统混凝土：是由四组份水泥、砂、石子、水组成，以现场搅拌为主。

现代混凝土：是由水泥、砂、石子、水、化学外加剂和矿物外加剂等七八种材料组成。以搅拌站生产为主、由搅拌车运至现场，通过泵管泵送施工。

对比见表1。

2.3施工

从传统混凝土坍落度30～70mm，到现代混凝土坍落度＞100mm，振捣成型轻松了，并在现场还想加水（生水）。

抹面变得轻松了，可抹平、抹光与抹压、特别是二次抹压的功能不理解。

养护的及时性、养护方式的选用并未引起足够的重视。

大多数施工人员没经过专业培训就上岗。

施工组织和管理重视程度非常不够，尤其是在三、线城市。

2.4管理

传统混凝土现场没设监理，而现代混凝土施工必须设质量监理和质量监督。但不到位且不重视。

3　裂缝成因的分折

⑴瘦身水泥的出现、混凝土强度等级的提高和外加剂应用的不恰当，砂石资源紧缺引起的质量波动，是导致混凝土裂缝增多的直接因素；

⑵泵送施工技术的应用，对材料提出的高可泵性，高流动性、高砂率、高浆骨比和较小的粗集料粒径，是导致混凝土裂缝增多的材料因素；

⑶仍延用传统的混凝土浇筑方式和养护措施、超常规的赶工进度，特别养护不及时和现场加水问题，是导致混凝土裂缝增多的施工因素；

⑷膨胀剂和阻裂剂的应用如何由设计设定技术指标？能否从设计角度对材料参数提出技术要求？能否建立非荷载变形设计计算程序？因缺乏相应有效的设计措施，是导致混凝土裂缝增多的设计因素；

⑸监理单位和质检部门对早期裂缝成因及控制措施没引起足够重视，特别是理解上尚存在一定差距，是导致混凝土裂缝增多的管理因素。

⑹早期塑性裂缝的产生。

如果新拌混凝土表面泌水层的蒸发速率超过泌水速率，马上引起早期塑性收缩快速发展，导致开裂。如表面系数大的楼板、路面和在环境恶劣的气候下施工。实际施工中发现：首条裂缝通常出现在泌水膜消失后0.5～2个小时左右。

⑺养护的重要性。

养护对防治早期塑性收缩裂缝起着关键作用，判断养护是否良好的标准。

首先，必须有效控制混凝土表面水分蒸发速率；其次，必须在初凝结束前开始养护。

最大允许水分蒸发速率：对泌水速率介于0.5～1.5kg/m2/h的普通混凝土，最大允许蒸发速率为1.0kg/m2/h。但对现代混凝土、特别是高强高性能混凝土，水胶比小，同时掺有细度细的硅灰、粉煤灰、矿粉等，泌水量小，在较小水分蒸发速率达0.2～0.7kg/m2/h环境下，早期塑性收缩裂缝很可能出现。

⑻环境因素。

高强高性能混凝土和泵送混凝土对环境影响因素的敏感性大（如春秋风大，昼夜温差大，夏季高温失水快又迂大雨，冬季低温风大干燥）。

对于普通混凝土适宜的环境条件，对于高强高性能混凝土和泵送混凝土来说可能就是恶劣环境。

⑼施工组织和方案。

预防高强高性能混凝土和泵送混凝土的早期塑性收缩裂缝，关键要对养护工序和施工工艺有足够的重视，严格执行相关标准。施工组织应避免先浇注的混凝土得不到及时养护；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；在发现初凝前出现有微细裂缝应立即重新抹压裂缝处混凝土表面。

大量的施工现场：初凝至24h，掺萘系减水剂混凝土的收缩率比要比掺羧酸减水剂混凝土的大得多。

4　几点控制措施

⑴高效减水剂、泵送剂等化学外加剂极大地增加混凝土早期收缩、加速早期开裂、增加裂缝数量。

⑵采用高性能聚羧酸外加剂能有效降低混凝土的早期收缩、延缓早期开裂、减少裂缝数量。应大量推广应用。

⑶进一步开展对减缩剂和膨胀剂的技术研究，加强对设计、监理、施工和材料单位的共识，得心应手用好它。

⑷掺加聚丙烯纤维能推迟裂缝产生的时间。且随着掺量提高，开裂时间延迟，裂缝宽度减小。

⑸掺粉煤灰和矿粉有利于降低温峰值和温峰出现时间。（见图2、图3）

水化温升下降：粉煤灰掺量10%～50%时，3d水化温升降低13.9%～52.1%。

水化热显著减小：粉煤灰掺量10%～50%时，3d水化热降低5.9%～35.1%水化温升减慢、温峰出现时间推迟0.5～3.2h。

5　结论

⑴混凝土是带缝工作的，早期塑性收缩裂缝存在普遍性以及共性。面对出现的裂缝应采取防、放、抗、补的原则和态度。

图2　

图3　

⑵首先是预防；设计方面增加配筋率和构造筋，细筋密布和预留各种缝等措施；材料方面优选原材料，优化配合比，严把质量出厂关；施工方面主要做到二次抹面二次收浆，掌握好保温保湿养护火候以及没到1.4MPa不得上人堆放集中荷载。

⑶放：即应力释放，如预留后浇带、诱导缝、沉降缝和永久性的伸缩缝。

⑷抗：钢筋对混凝土的抵抗，采取分散应力用纤维增强和膨胀剂等措施。

⑸补：最后裂了就补。根据裂缝的宽度、长度、深度和走向在保证质量的前提下选用合适的修补方案。

⑹粉煤灰和矿粉的最佳掺量通过试验确定。施工时不能过振防止上浮出现起灰和脱壳，为了预防碳化一定要加强养护至少7d以上。●

［1］王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.

［2］韩素芳，耿维恕，等.钢筋混凝土结构裂缝控制指南［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［3］朱耀台，詹树林.混凝土裂缝成因与防治措施研究［J］.材料科学与工程学报，2003，21（5）：727-730.