泵送混凝土施工裂缝的成因和防治

泵送混凝土施工裂缝的成因和防治

摘要：泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构处的混凝土浇筑质量有很好的改善作用，而且能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明，泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生，特别是裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，值得引起足够的重视，本文重点分析其产生原因，找出防止裂缝的措施。 一、泵送混凝土的特点 1.1 原材料和配合比 1.1.1 水泥用量较多

强度等级C20～C60的混凝土水泥用量范围大约为350～550kg/m3不等。

1.1.2 超细掺合料的添加为了改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中掺加粉煤灰、矿渣等掺合料。 1.1.3 砂率偏高、砂用量多

为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性，以便于运输、泵送和浇筑，泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大砂率6%以上，约为38～45%。 1.1.4 石子最大粒径

为满足泵送和抗压强度要求，与管道直径比1∶2.5(卵石)、1∶3(碎石)～1∶4、1∶5。 1.1.5 水灰比宜为0.4～0.6

水灰比小于0.4时，混凝土的泵送阻力急剧增大；大于0.6时，混凝土则易泌水、分层、离析，也影响泵送。

1.1.6 泵送剂

多为泵送剂为缓凝剂、引气剂等，对混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响，因而对裂缝也有影响。 1.2 工艺

1.2.1 混凝土拌制在搅拌站(楼)进行，原材料计量准确，搅拌均匀，但也偶有失控情况。

1.2.2 多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂的称量器具，采用人工目测加入或容积法，使计量存在问题，影响混凝土的性能。 1.2.3 当混凝土拌合物过干、过稀，运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀就入泵。

1.2.4 每个运输车中混凝土的坍落度相差过大，加入泵车内输送时，会使浇筑的混凝土均匀性产生改变。

1.2.5 混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度，特别是面积很大的板墙，采用振捣棒振捣时不密实不均匀。

1.2.6 大体积混凝土施工，当技术措施不当或不完善时，易产生温度裂缝。 1.2.7 大面积混凝土板墙施工，在浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。

1.2.8 混凝土拌合物过干、人工目测加入、无计量的加入高效减水剂或水时，混凝土质量不易保证。 二、有关裂缝的一些概念

2.1 混凝土内部结构决定其产生裂缝

混凝土是粗集料、细集料、水泥、水和外加剂所组成的非均质堆聚体。

混凝土混合料在不同温湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥的干燥和冷却收缩大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥和集料之间相互粘结不均匀而产生微裂缝。 2.2 混凝土裂缝的种类 2.2.1 按裂缝产生原因分类

a．由外荷载(静、动荷载)直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。 b．由变形变化引起的裂缝：包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构要求变形，当受到约束和限制时产生内应力，应力超过一定数值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛。这种裂缝宽度大、内应力小，对荷载的影响小，但对耐久性损害大。

据国内外调查资料表明，工程结构产生属于变形变化(温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%；属于荷载引起的裂缝约占20%。 2.2.2 按裂缝所处状态分

裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。

对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝，应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。例如有些防水结构，在0.1MPa水压下，出现0.1～0.2mm裂缝时，可能开始时有轻微渗漏，但经过一段时间后，裂缝处水化的水泥析出Ca(OH)2，逐渐弥合了裂缝，并与大气中CO2作用，形成CaCO3结晶，封闭和自愈合裂缝，防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的，不会影响工程结构的使用和耐久性。 2.2.3 裂缝形状的类别

裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄的、囊核形的等等。

2.3 裂缝宽度 2.3.1 平均裂缝宽度

在整条裂缝上，其宽度是不均匀的，有的位置宽，有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%～15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%～15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均 值即最大与最小平均裂缝的平均值。

2.3.2 最大裂缝宽度

a．无侵蚀介质、无抗渗要求，结构处于正常状态下，最大裂缝宽度不得大于0.3mm。

b．有轻微侵蚀、无抗渗要求时，最大裂缝宽度不得大于0.2mm。 c．有最重侵蚀和抗渗要求时，不得大于0.1mm。 d．混凝土有自防水要求时，不得大于0.1mm。

上述标准是从耐久强度考虑的，是设计中和裂缝检测中的控制范围。但在工程实践中，有些结构存在数毫米宽的裂缝仍然正在使用，而且多年后也没有破坏危险。如土木建筑中的各种大型、特种结构和设备基础，一般均存在裂缝，完全没有裂缝是不可能的，科技工作者的主要任务是根据裂缝的部位、所处环境、配筋情况和结构形式，进行具体分析、判断和处理。一些专家和学者根据对结构物裂缝处理的实际经验，认为规范中限制的裂缝宽度应当根据具体条件加以放宽，如像大量的表面裂缝，如果经过