泵送混凝土施工裂缝的成因和防治

摘 要

近几年，在各种建筑施工中，泵送混凝土作为建筑的基本原料得到广泛使用，不仅解决了高空输送混凝土的施工难题，而且提高了工作效率、节约了施工的经济成本。泵送混凝土有许多优点，比如匀质性好，能改善施工性能，可以实现少振捣或者不振捣施工等。本文从泵送混凝土制造特点出发，具体分析了泵送混凝土产生裂缝的原因，针对原因提出了相应的解决方法和防治措施，期望能为解决泵送混凝土裂缝问题提供建设性参考。

关键词：泵送混凝土 裂缝 成因 防治

1.引言

随着我国城镇化建设速度的不断加快，各地高层、超高层建筑也越来越多，对混凝土的需求也日渐增大。正是由于有旺盛的市场需求，才产生了泵送混凝土这种新型施工工艺。在施工过程中，泵送混凝土具有许多明显优点，比如输送能力大、效率高、速度快、能连续作业、节省人力等。但这种混凝土也有其不足之处，那就是容易出现裂缝，这直接影响了工程结构的耐久性和抗渗性，因此，对其产生裂缝的原因进行分析，制定相应措施，对保证工程施工质量具有重要意义。

2.泵送混凝土的制造特点

2.1泵送混凝土的定义

泵送混凝土（pump concrete）：可用混凝土泵通过管道输送拌和物的混凝土。就是利用混凝土泵沿一定的管道直接输送到浇筑地点，一次完成水平和垂直运输的一种高效输送浇筑混凝土。

2.2泵送混凝土原材料和配合比特点

泵送混凝土应具有可泵性，即有一定的流动性和较好的黏塑性，泌水小，不离析，并且摩阻力小。泵送混凝土对原材料和配合比要求更为严格，主要表现为：

1）水泥用量较多，强度等级C20～C60范围为350～550kg/m3。

2）超细掺合料时有添加，为改善混凝土性能，节约水泥和降低造价，混凝土中掺加粉煤灰、矿渣、沸石粉等掺合料。

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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%。

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。

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。

6）泵送剂，多为高效减水剂复合以缓凝剂、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。 2.3泵送混凝土工艺特点

泵送混凝土要求施工组织严密，以保证连续进行输送，避免有较长时间的间歇而造成堵塞。

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。

2）多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仑，采用人工或容积法，使计量与分散存在问题，影响混凝土的均匀性。

3）当混凝土拌合物过乾、过稀，运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时，混凝土拌合物乾稀不匀。

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，会浇筑的混凝土均匀性变坏。

5）混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度，特别是面积系数很大的板材，采用振捣棒密实不均匀。

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。 7）混凝土大面积板材，在浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。 8）混凝土拌合物过干、人工、无称量的加入高效减水剂或水时，混凝土质量不易保证。

2.4泵送混凝土与普通混凝土的主要区别

1）泵送混凝土用于泵送施工； 2）泵送混凝土坍落度高于普通混凝土；

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3）泵送混凝土一般要掺加泵送剂，以保证在不改变水灰比的情况下提高混凝土坍落度；

4）泵送剂会引入大量气泡，所以泵送混凝土含气量较高； 5）某些泵送剂可能会引起钢筋锈蚀，故应保证质量；

6）泵送剂的掺加有些情况下可以降低用水量，降低水灰比，提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的耐久性。

3、泵送混凝土产生裂缝的原因分析

通过对泵送混凝土的特点分析，我们可以发现泵送混凝土与普通混凝土材料特性是一致的，只是具有更大的流动性，更大的单方用水量，混凝土内部更不容易致密。

泵送混凝土的制造大都在搅拌站(楼)实施，搅拌中要求原材料计量应准确，搅拌质地应均匀，尽管如此，实践操作过程中，也难免有失控现象发生。比如搅拌站没有对细掺合料、粉状膨胀剂称量、粉状泵送剂和料仓等采用容积法，没有严格按照要求计量，使混凝土均匀性较差。还有就是混凝土拌合过程中干稀不均。当拌合物运输或者停留时间较长时，入泵就会出现干稀不均的现象。另外，由于运输车中坍落度差距过大，也会导致浇筑的混凝土干稀不均现象发生。需要大体积混凝土进行施工的过程中，如果技术措施不完善，也会出现裂缝。 3.1因混凝土自身因素的产生裂缝

1、从国内外研究结果可以认为：满足水泥水化的w/c约0.20左右，因为满足工艺和不同混凝土强度等级需要，施工用普通混凝土的w/c一般在0.30～0.75之间，即就预拌混凝土中水泥和水、化学外加剂发生一系列化学、物理的反应之后，所生成的水化产物的体积小于消耗的水泥和水的体积。超出水泥水化需要的水，在混凝土中以自由水和毛细管水的形成存在，自由水的蒸发在混凝土内部形成水隙，毛细管水的蒸发会造成混凝土体积收缩，为混凝土体积变形提供了客观条件。

2、水泥水化反应的影响：水泥的水化反应是水化放热的过程，混凝土内部大量的水化热促使混凝土体积膨胀，水泥水化放慢，混凝土进一步樱花。降温形成混凝土体积收缩，降温时混凝土表面（特别是气温降低时），降温速度高于混凝土内部，形成混凝土表面收缩膣的差异，当单方混凝土中水泥用量过高，水泥C3A含量过高或水泥初凝时间与终凝时间间隔小时，所配制的混凝土更为明显。

3、水化成分的影响：熟料中过火石所含CaO、mgO及过量的石膏，由于它们较

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其它成分反应滞后，会引起混凝土体积的不稳定性。

4、化学外加剂使用不当、矿物掺合料质量不稳定（高钙灰）、高碱集料反应等对混凝土产生裂缝都有一定的影响。

5、泵送混凝土由于市场竞争激烈，供应半径较大，交通拥堵情况严重，运输时间难以控制，一般采取提高出机混凝土坍落度，加大外加剂掺量来保证现场施工坍落度。高砂率、高浆体的混凝土，浇筑墙、楼板等部位极易裂缝。 3.2因混凝土钢筋混凝土结构施工而产生的裂缝：

目前施工的混凝土工程的配筋率较高，钢筋直径大、密度高，架力筋粗而稀（温度筋），不留施工缝的长墙较多。为满足施工要求，配制混凝土的石子一般在５～２５ｍｍ规格以下。因砂子质量劣化的因素，使混凝土普遍存在高砂率、高胶结料总量、大坍落度的特点，一旦外加剂掺量偏大或与水泥适应性略差，混凝土浇筑振捣后粗骨料下沉，极易在构件上部形成浮浆层，出现收缩裂缝。浇筑竖向结构，由于担心混凝土表观质量，过振和振捣棒误振钢筋的机率较大，在振捣器与传递到钢筋的振动频率的互动下，使钢筋外皮至模板之间的混凝土保护层中几乎没有骨料的存在，而是含化学外加剂较多的胶凝材料中的质量较轻的物质居多的砂浆，形成线形薄弱区域，当拆模过早时，温湿度发生了显著的变化，使混凝土内外发生不均匀收缩，在墙体应力较大的钢筋处极易产生裂缝，而且裂缝深度可达钢筋表面。

钢筋混凝土独立柱不规则裂缝的情况也出现过，据观察，大多数情况下，钢筋焊接成型后，垂直度偏差过大，合模后，用垫块校正，混凝土浇筑后拆模早，由于混凝土强度届时较低，钢筋位置复原产生的应力造成混凝土裂缝。 3.3因养护环境影响而产生的裂缝

1、温湿度对混凝土的影响：混凝土浇筑后具有热胀冷缩和湿胀干缩的特性。混凝土早期养护对混凝土表观质量及强度发展是至关重要的。由于基建规模大，为了抢工期或加快模板周转而过早拆模的现象极为普遍。而泵送预拌混凝土为保证运输时间和泵送工艺的要求，为了减少混凝土坍落度损失，使用缓凝组分的复合型泵送剂，硬化的时间适当推迟，拆模过早（甚至混凝土刚开始硬化便拆模），使混凝土直接暴露在自然条件下，特别是墙体难以采取有效养护措施，造成混凝土由表向里形成梯形失水，外缩内胀，加之拆模时，施工扰动的影响是裂缝产生的高发部位。

2、为解决墙体混凝土收缩应力，设计上一般要求混凝土中掺加膨胀剂，理论上

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