從工程角度談預拌混凝土裂縫成因及防治措施

0引言混凝土質量問題直接影響著混凝土工程的整體質量，同時也易引發(fā)混凝土供需方各種矛盾，甚至對薄公堂。預拌混凝土自身具有抗拉能力差、脆性大、容易開裂的缺點，并且混凝土為半成品，出廠時無法準確預知混凝土的質量，施工現(xiàn)場的不規(guī)范操作也會對混凝土質量產生巨大的影響，從而導致工程實體質量出現(xiàn)問題。而在混凝土質量問題中，混凝土裂縫是最為常見的一種。如何控制混凝土實體裂縫的數(shù)量，避免質量糾紛？筆者從工程角度，對混凝土裂縫的危害、成因進行了分析，并從制度建設、生產控制、施工控制方法研究了混凝土裂縫的控制措施，以提高混凝土質量。1混凝土裂縫的危害在工程應用中，混凝土不可避免的會出現(xiàn)裂縫。裂縫可分為無害裂縫和有害裂縫兩大類?；炷敛煌芽p的存在對工程危害程度不一，但都會削弱混凝土的力學性能，而且還會對混凝土的長期性能、耐久性能等產生非常不利的影響[1]。1.1降低混凝土結構物的強度和穩(wěn)定性混凝土中的有害裂縫將會直接影響混凝土結構物的力學性能和整體穩(wěn)定性，甚至還可能導致混凝土結構的完全破壞，進而危及整個工程質量；而無害裂縫或許只會影響建筑物的外觀，不會對工程實體造成影響。1.2產生滲漏混凝土裂縫將會使建筑物產生滲漏，而當水滲透到混凝土內部后，又將進一步使混凝土裂縫擴展。裂縫隨著時間發(fā)展會逐步擴展，其中滲透水會溶解并侵蝕水泥的水化產物，最終進一步加重混凝土結構物的破壞，對工程質量產生巨大的影響。1.3導致混凝土碳化混凝土的碳化是空氣中CO2沿混凝土裂紋滲透到混凝土內部，CO2與水泥的水化產物Ca(OH)2相互作用形成CaCO3。CaCO3的膨脹作用使混凝土部分力學性能降低，而碳化也使混凝土中性化，降低了堿性環(huán)境對鋼筋的保護作用，加速鋼筋的銹蝕。裂縫的存在使得混凝土碳化深度加深，回彈法檢測混凝土強度時換算值將變小，造成混凝土質量缺陷。但當混凝土振搗不密實或存在大量裂縫時，混凝土的保護層厚度可以認定為大大降低，混凝土抵抗碳化的能力也大大降低。2預拌混凝土裂縫產生的成因混凝土出現(xiàn)裂縫的原因較多，有溫度、結構設計、鋼筋保護層厚度、混凝土配合比、混凝土養(yǎng)護、施工過程控制、鋼筋內應力、承受荷載的時間、混凝土本身的收縮等原因?，F(xiàn)將工程中，混凝土裂縫多發(fā)原因分析如下：2.1混凝土原材料原因（1）我國現(xiàn)行水泥相關標準規(guī)范中普通硅酸鹽水泥的比表面積沒有規(guī)定上限限制，只是規(guī)定了水泥的比表面積不小于300m2/kg，而水泥廠家為了提高水泥的早期強度會在一定程度上盡可能磨細水泥。但通過大量試驗結果證明，當水泥的比表面積超過400m2/kg時，成型的混凝土試塊結果顯示后期強度較前期強度有倒縮現(xiàn)象，并且抗凍性能也下降。（2）目前市場使用的機制砂大都兩級分化較嚴重，石粉含量一般在15%左右，此部分顆粒很可能以粘性土質為主，也可能以石粉為主。如果以粘性土質為主，當混凝土澆筑后，骨料顆粒極易懸浮在一定稠度的水泥漿體中，由于水泥漿體的密度小，所以骨料在水泥漿體中會有下沉趨勢，此沉降將會一直持續(xù)在混凝土凝結硬化前的整個過程中，并且新拌混凝土中的水泥及摻合料（包括石粉）不停地向上轉移，即發(fā)生沉降和泌水現(xiàn)象，造成混凝土表面漿體厚，導致混凝土體積減小，這種體積的變化也將持續(xù)到混凝土硬化結束。（3）預拌混凝土企業(yè)為了滿足泵送要求，搶占市場，往往犧牲了部分混凝土的性能，而采用粒徑較小的骨料，減少粗骨料的用量，導致混凝土富漿量較多，用水量也必上升，使得泵送混凝土粗骨料的粒徑相對較小、用量低、砂率大、漿體多。由于粗骨料是制約水泥石收縮的主要成分，因此粒徑較小的粗骨料和較少的粗骨料用量對限制混凝土收縮是不利的，極易使得混凝土出現(xiàn)裂縫。2.2混凝土配合比設計不當混凝土的抗拉強度受不恰當混凝土配合比直接影響。比如水泥用量過大、水膠比大、砂率過高、骨料用量不足、選用外加劑不當?shù)鹊取?.3施工振搗原因施工振搗要適度，目前施工工人為了節(jié)省體力，往往將振搗棒放在一處連續(xù)振動，這樣很容易使集料下沉，造成表面混凝土的含水量和水泥漿量較大，而底部集料較多，使混凝土容易產生塑性收縮裂縫。2.4混凝土養(yǎng)護原因養(yǎng)護不及時，特別是澆筑大面積板時，由于混凝土與空氣接觸面積大，混凝土水分就更容易蒸發(fā)。在高溫干燥、大風的氣候條件下施工時，混凝土表面水分蒸發(fā)就會影響混凝土中正常的水化作用，從而造成混凝土表面“硬殼”，內部松軟、粉酥，稍有擾動就會大面積裂縫。2.5泵送工藝原因泵送工藝也是混凝土產生裂縫的原因之一。目前工程中施工工人主要是勞務分包，為了施工方便，泵車司機為了省油、減少泵車的損耗，施工單位往往在施工現(xiàn)場加水，或者直接強迫退貨，泵車司機往往順水推舟，形成多方面施壓，要求現(xiàn)場混凝土坍落度大、砂率大、用水量過大，導致混凝土收縮值增加。2.6承重過早混凝土終凝前模壓不到位，現(xiàn)澆樓板上人放線過早，現(xiàn)澆樓板上荷未放置墊板，澆筑混凝土工作面較大，而此時混凝土強度無法承擔其承受的重量，造成混凝土表面產生不規(guī)則裂縫。3混凝土裂縫防治措施混凝土裂縫的防治重點在于“防”，而不在于“治”。但在實際過程中，混凝土裂縫的種類較多，每種裂縫都有多種誘發(fā)原因，且每種裂縫產生的隨機性較大。為了有效控制混凝土裂縫的產生，應從多角度、多方面采取措施應對混凝土裂紋的出現(xiàn)[2-4]。3.1制度建設方面混凝土的質量好壞直接影響結構安全可靠性，其關鍵在于質量管理和控制。作為預拌混凝土企業(yè)，必須建立和健全混凝土生產質量管理規(guī)章制度，嚴格按照相關法律法規(guī)和技術要求進行管理，各級從業(yè)人員包括預拌混凝土生產部門、混凝土使用部門、建筑行業(yè)主管部門、第三方監(jiān)督監(jiān)理部門，必須做好混凝土的質量管理工作，采取積極有效管理措施，加強控制。首先，嚴格管理原材料進場驗收和質量保證措施，保證混凝土生產的各種原材料的質量，不符合要求的原材料禁止用于混凝土生產，使混凝土的質量滿足并符合GB50164—2011《混凝土質量控制標準》、JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》和GB/T14902—2012《預拌混凝土》等行業(yè)規(guī)范標準，使混凝土生產中保證混凝土配合比各原材的配料、攪拌、運輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)符合要求。建立并加強預拌混凝土的出廠驗收檢驗制度，保證預拌混凝土的出廠質量百分之百合格。3.2生產控制方面3.2.1原材料進場質量控制嚴格控制進場原材料質量，其中水泥質量不可忽視，不能單從標準上控制，應對開裂敏感性的組成成分、比表面積等指標進行規(guī)定；對進場細骨料，尤其是機制砂，石粉含量和MB值必須嚴控，以中、粗砂為宜，細度模數(shù)應在2.5～3.2之間。同時對機制砂的顆粒粒型進行要求，要求呈圓球形或正方形；對進場粗骨料要求級配一定要連續(xù)、孔隙率小，有害物質及粘土含量符合標準規(guī)定，且宜選用表面粗糙、質地堅硬的石料，骨料針片狀含量符合標準要求。根據(jù)不同的工程部位需要，應采用級配良好、粒徑較大的骨料。3.2.2配合比設計控制在混凝土配合比設計時，通常采用“最小單位體積用水量原則”，在保證混凝土拌合物能滿足工作性要求的前提下，盡量降低用水量；在配合混凝土中的骨料級配設計時，最大可能獲得最大堆積密度和最小孔隙率，以便盡可能減少水泥漿體的用量，來達到合適的砂率，減少用水量和膠凝材料用量的目的；合理摻加一定量的礦物摻合料，充分發(fā)揮其活性礦物摻合料和高效減水劑的超疊加效應，減少水泥用量和用水量，使混凝土得內部結構更加密實，從而達到減少開裂、混凝土強度持續(xù)發(fā)展的目的等。3.2.3混凝土出廠質量控制拌制混凝土必須嚴格執(zhí)行混凝土配合比通知單的有關要求；對計量器具必須按規(guī)定由法定計量部門定期檢定（或校準）；采用電流差法控制混凝土坍落度；混凝土出廠前必須進行取樣檢驗和易性和成型試件，從而確保出廠混凝土質量滿足要求。3.3施工控制方面3.3.1澆筑澆筑前杜絕混凝土加水現(xiàn)象；澆筑時混凝土布料應均勻，不得過振，也不允許一處集中堆料，不得用振搗棒趕料；混凝土振搗時振動棒插搗間距約為400mm，每次振搗時間一般以10～20s為宜，若振搗時間過長，粗骨料下沉越快且集中底部越厲害，混凝土表面水泥漿層越厚，表面也易產生裂縫；新拌混凝土澆筑完畢后，在混凝土終凝以前應采用機械抹面或多次人工抹壓，拍打，以愈合早期裂縫為目的。3.3.2養(yǎng)護（1）在高溫季節(jié)，必須加強混凝土的早期保濕養(yǎng)護。如保濕養(yǎng)護不到位，隨著水泥水化的進行和水分的快速蒸發(fā)，滿足水化的水會不足，進而導致水泥水化不充分、混凝土密實度降低，導致混凝土力學性能、耐久性能的劣化。所以應在混凝土澆筑后，在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜，確保混凝土早期水化。（2）在低溫季節(jié)，要加強混凝土的保濕養(yǎng)護。在混凝土澆筑后短時間內受凍，對混凝土后期性能影響較小。但當混凝土在強度較低時受凍，則會對混凝土性能造成永久傷害，將極大的影響混凝土的力學性能和耐久性能。所以通常情況下，應對澆筑后的混凝土進行不少14天的保濕養(yǎng)護，以使混凝土強度達到受凍要求的強度。4結語預拌混凝土是用最簡單的工藝制造最復雜的