预拌混凝土早期裂缝的成因及控制措施

沈良

（杭州钱龙实业有限公司，杭州311234）

1 引言

混凝土结构中开裂问题属于其研究的热点，随着应用和推广预拌混凝土，混凝土生产与施工工艺得以改进，但也造成预拌混凝土加剧早期收缩而发生开裂的现象。预拌混凝土具有水用量大、水泥用量大、石子用量小、砂率大这“三大一小”的弊端，出现裂缝主要是由于荷载变形所引起，由于工程对于混凝土质量要求越来越高，因而应当从多方面进行控制，减少预制混凝土早期开裂的可能性[1]。

2 预拌混凝土早期裂缝的成因

2.1 材料因素

水泥：水泥在预拌混凝土中用量较大，与减水剂配合使用将会增加混凝土水化热，加快表面水分的蒸发速度，而混合物具有较强的保水性，泌水性小，表面若是无法得到水分的补充，则易产生表面裂缝。

粉煤灰：混凝土中添加粉煤灰具有众多作用，如延缓效应、减水效应、二次反应效应、填充效应、火山灰效应。添加粉煤灰的混凝土各项指标均优于普通混凝土，但是对于砂浆与石子的过渡区即水泥空隙具有一定影响。粉煤灰颗粒具有较高弹性模量，可抑制其收缩，发挥约束收缩的效用。

骨料：粗骨料含量与砂率呈反比，砂率越高则粗骨料含量越低，将混合料粘结力降低，则增加了产生裂缝的几率。使用砂进行选择时，细砂模数较低，可优先使用中砂。

外加剂：外加剂中常用的为减水剂，可降低水胶比，将混凝土水的拌合量减少，改进孔结构分布与数量，降低孔隙率，并增加水泥矿物的水化反应，激发粉煤灰活性。

2.2 配合比不当

在混凝土收缩中，其配合比具有较大影响。在原材料相同的前提下，不同配合比混凝土收缩比差异较大，主要体现在砂率、水泥用量、水胶比等方面。例如，混凝土强度相同，用水量1m3中相差30kg，则收缩效果约差15%。配合比不当还可能导致混凝土保水性差、易于离析、泌水、难振捣密实，无法达到浇筑要求。

配合比无法达到混凝土要求可能有以下几点原因：并未认真计算混凝土配合比，材料比例不当，砂浆少、水灰比大、石子多；材料与施工设计要求并不相符，水泥受潮结块或重量减少；骨料配比差，含有较多杂质；材料并未称量，以体积替代重量，计量材料时存在较大误差；外加剂加料顺序出错，并未均匀搅拌混凝土等。上述原因皆会导致混凝土配合比不当，应当加强管理。

2.3 养护不当

养护对于早期混凝土裂缝防治具有重要作用。应当对混凝土表面的水分蒸发量进行控制，结束初凝之前实施养护。混凝土泌水速率在0.5～1.5kg/（m2·h），最大蒸发速率为1.0kg/（m2·h），而高强度混凝土掺有粉煤灰、硅粉、矿粉等，泌水量较小，蒸发速率若是处于0.2～0.7kg/（m2·h）则易产生早期裂缝。

同时，混凝土对于外界环境具有较高敏感性，如夏季高温，失水速率快；春秋风大，具有较大的昼夜温差；冬季气温低，干燥风大，无法有效进行混凝土施工[2]。

3 预拌混凝土裂缝控制措施

3.1 原材料控制

在原材料控制中，主要应当注意以下几点：①水泥应选择中、低热水泥品种，除了冬季施工外，不宜选用“R”型水泥，要选择泌水小、需水量较少的水泥，不能将不同品种、水泥厂、等级的水泥混用混存；②对于矿渣粉与粉煤灰，则应当选择与质量等级标准相符的，可将水泥用量降低，减少混凝土收缩，以便降低裂缝出现可能性；③粗细骨料应当控制其含泥量，含泥量越大则混凝土开裂时间越早，其抗裂性能随之减弱，增大了混凝土开裂的几率；④施工处于常温季节，则混凝土初凝时间约为10～12h，冬季要适当提前；⑤外加剂选用具有增塑、引气、缓凝等功能的泵送剂，利用适应性试验明确其掺量与品种。通常泵送剂含量为1.5%～3.0%，其应当与凝胶材料具有较高的适应性，坍落度损失值控制在1h 内小于20mm 最佳。

3.2 优化混凝土配合比

应当通过试验明确混凝土配合比，并实施动态管理。当确定施工性能与混凝土强度后，尽量多掺入参合料、少用水泥。进行复掺，相较于单掺其具有更好的效果，复掺具有很好的互补效应和叠加效应。选用含石量高、砂率低、用水量低的配合比，有效减少混凝土早期的裂缝，砂率可控制在38%～41%。

对于混凝土坍落度而言，并不是越大越好，不宜超过220mm，最优坍落度为170mm 左右，而180～200mm 与140～160mm 坍落度则为良，超过220mm 时混凝土易泌水、离析，出现收缩裂缝。

3.3 施工控制

应当依据当地情况进行混凝土施工，以免在雨中进行混凝土浇筑，导致未成形混凝土被雨水浇湿。风力较大、高温、干燥、暴晒等极端环境下也应当避免进行混凝土浇筑施工。现场施工时，预拌混凝土不能随意加水。应当对混凝土进行振捣，避免出现欠振、过振及漏振的情况，尤其不能过振，以免混凝土表面产生4cm 左右的浮浆，硬化后易有裂缝出现。振捣中应当遵循快插慢拔的原则，依据振捣棒有效半径进行振捣，时间为15～20s，混凝土初凝之前需要二次振捣，减少裂缝出现。

结构若是具有较大的平面或板面，则应当处理表面，应当用刮尺刮平表面，初凝之前使用铁滚筒反复进行碾压，并用木蟹压实打磨，当混凝土收水后，继续使用木蟹槎平，将混凝土表面裂缝闭合，当混凝土完成终凝后立即使用养护措施。若是浇筑板混凝土则使用来回三次碾压压光的措施，通常为机械压光。

混凝土表面若是已经有干缩裂缝出现，可使用抛石法弥合或约束裂缝。表面抛洒单粒级石子3kg/m2，使用平板振动器进行振动，可将混凝土的早期裂缝消除，或是使用粗砂及豆石将表面铺满，约束干缩裂缝。

3.4 合理养护

养护混凝土是在完成浇筑工作后，12h 以内将其覆盖浇水，夏季天气较为炎热，应当在混凝土完成浇筑后的2～3h 进行覆盖浇水，干硬性混凝土则在浇筑后1～2h 覆盖浇水。就混凝土浇水的次数而言，以保证混凝土维持湿润状态为佳，养护用水与混凝土拌制用水具有相同要求，若是条件允许，可使用蓄水养护或喷淋养护的方法。养护时间至少7 天，具体以水泥品种为主进行测算，若是具有特殊设计要求，则以设计为主。

混凝土完成初凝后及时进行养护，墙体使用具有良好保湿保温效果的木模板，可在一定程度上延缓拆模时间，或开一些缝隙在模板上，养护中小水慢淋完成墙体养护。拆除模板不仅需要混凝土符合相应的强度等级，还应当综合考虑外界温度、湿度、日照、自身情况等，合理制定拆模时间。需注意模板不能在混凝土最高温度值时拆除并使用冷水养护。对于柱、梁等细长混凝土构件，则需要加强养护，将拆模时间延长。

保湿保温混凝土养护中，可另采用喷洒养护液、搭盖保温棚、蓄水等方法，将混凝土内外温差降低，避免其发生开裂。同时，需要注意温度的测量，第一天浇捣后，每3h 测温度一次，第二天则6h 测温度一次，连续测温5 次，6 天后，可每隔12h测温一次，16 天后，可每隔24h 测温一次，并将温度进行记录，合理控制混凝土温度。

4 结语

综上，预拌混凝土若是出现早期裂缝，将会对整体工程质量、安全性等造成严重影响。因此，应当依据早期裂缝产生原因，从材料控制、优化配合比、施工控制、合理养护这几方面出发，探究预拌混凝土早期裂缝的控制措施，以期为相关工作者提供参考。