商品混凝土干縮裂縫的控制

[摘　要] 　本文論述了商品混凝土質(zhì)量通病———干縮裂縫的控制措施;從優(yōu)選原料到加強(qiáng)施工管理,主要措施到位,干縮裂縫一定能得到控制。

[關(guān)鍵詞] 　商品混凝土;干縮裂縫;控制

[中圖分類號] 　TU528153 　　　　[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] 　A 　　　　[文章編號] 　10012523X(2004) 1020061202

1 　概況

　　商品混凝土亦稱預(yù)拌混凝土,它的產(chǎn)生和出現(xiàn)可以說是混凝土發(fā)展史上的一次“革命”,是混凝土工業(yè)走向現(xiàn)代化和科學(xué)化的標(biāo)志;混凝土商品化生產(chǎn)為建筑工程節(jié)省水泥、提高工程質(zhì)量改進(jìn)施工組織、減輕勞動強(qiáng)度、降低成本等提供可能,同時(shí)也為節(jié)省施工用地、改善勞動條件,環(huán)境污染而使人類受益,同時(shí)還為推廣散裝水泥鋪開道路。

　　目前,在國外發(fā)展商品混凝土較快,商品混凝土已成為一門重要的產(chǎn)業(yè)。我國商品混凝土只是在北京、上海、天津、常州、廣州一些大城市及大型水利工程中采用商品(預(yù)拌) 混凝土,主要集中在省會及沿海發(fā)達(dá)城市,在這些城市商品混凝土使用率已達(dá)60 %～80 % ,基本達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平,我國一些中小城市應(yīng)用率還很低,甚至沒有應(yīng)用,在包頭地區(qū)商品混凝土的發(fā)展才是近幾年的事情,包頭市現(xiàn)有商品混凝土生產(chǎn)廠家只有7～8 家,年生產(chǎn)量僅有20 萬m3 混凝土左右;商品混凝土還未被有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員重視,包頭地區(qū)商品混凝土的發(fā)展剛剛起步,應(yīng)加大發(fā)展步伐。

　　我國發(fā)布的《散裝水泥發(fā)展》“十五”規(guī)劃中明確確定,到2005 年我國預(yù)拌混凝土生產(chǎn)能力力爭達(dá)到3 億m3 ,占混凝土總量的比例達(dá)到20 % ,其中大中城市要達(dá)到50 %以上;直轄市、省會城市、沿海開放城市和旅游城市,從2003 年12 月31 日起禁止在城區(qū)現(xiàn)場攪拌混凝土,其他城市2005 年12 月31 日起,禁止在城區(qū)現(xiàn)場攪拌混凝土。隨著商品混凝土的發(fā)展力度加大,商品混凝土應(yīng)用時(shí)如果不加強(qiáng)管理,也必然會帶來商品混凝土的一些質(zhì)量通病的出現(xiàn)。由于商品混凝土的“三大、一小”,即水泥用量大、水用量大、砂率大、石子用量小;和“三高一低”,即高水化熱、高氣溫、高風(fēng)速、低的相對濕度等特點(diǎn),商品混凝土容易產(chǎn)生干縮裂縫,已成為一項(xiàng)質(zhì)量通病,尤其是板類或較薄的、平面混凝土結(jié)構(gòu);商品混凝土的“三大一小”和“三高一低”是造成干縮裂縫的主要根源之一。

　　如何防止和控制干縮裂縫,必須采取相應(yīng)的針對性的技術(shù)措施,據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)資料基礎(chǔ)上,提出控制干縮裂縫的技術(shù)措施,和同行交流商討,本文只是從商品混凝土的生產(chǎn)、施工現(xiàn)場管理的角度提出控制措施。

2 　商品混凝土原材料選擇

2. 1 　水泥品種的優(yōu)選

　　優(yōu)先選用C3A 含量低的中、低熱的普通水泥或復(fù)合、礦渣水泥等,除冬期施工外,不宜選早強(qiáng)型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

　　水泥等級和混凝土等級應(yīng)相匹配,一般C25 以下混凝土宜選32．5 級水泥,C30 以上混凝土宜選42．5 級水泥,但水泥品種不能混用,不同產(chǎn)家、不同品種即是同一水泥等級也不能混用,同廠家、同品種不同批號的水泥原則上也不能混用。

　　為什么不能混用? 因不同廠、不同品種雖說強(qiáng)度等級相同,但其中所含的礦物成分不同,水泥摻合料不同,所產(chǎn)生的水化熱亦不同,其收縮、變形、凝結(jié)時(shí)間等不同,水化時(shí)反映了各自水泥的水化個(gè)性,所以不能混用,如果混用:a) 可能造成收縮、變形不同,而影響結(jié)構(gòu)的耐久性;b) 凝結(jié)時(shí)間、需水量、水化速度不同,所產(chǎn)生的混凝土強(qiáng)度不同,將使混用后的混凝土強(qiáng)度降低5 %～20 % ,c) 由于收縮變形不同,產(chǎn)生裂縫隱患存在。不同水泥應(yīng)分別使用,只能待上一品種水泥產(chǎn)生一定強(qiáng)度后,才可向其上面澆筑其他品種、等級的水泥。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,商品混凝土的水泥用量,應(yīng)降低到最低程度。

2. 2 　混凝土摻合料品種的選用

　　要求商品混凝土水泥用量不低于300 kgPm3 (包括摻合料) ,商品混凝土比普通混凝土最小水泥用量增加,這就意味著產(chǎn)生裂縫隱患存在,而水泥新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后,水泥強(qiáng)度提高,生產(chǎn)廠家提高了水泥細(xì)度、C3A 含量,早期強(qiáng)度提高了,更加大了混凝土干縮裂縫產(chǎn)生的隱患,為減少和控制產(chǎn)生裂縫的根源,必須摻入礦物摻合料,如磨細(xì)礦渣粉、沸石粉、粉煤灰等;摻入粉煤灰的優(yōu)點(diǎn):

　　a) 可代替部分水泥,超量取代10 %～20 %水泥,具有一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

　　b) 可降低水泥水化熱,具有一定的技術(shù)效益。

　　c) 可增加混凝土和易性、可泵性,減少堵泵、堵管的產(chǎn)生;粉煤灰具有滾珠、潤滑作用和物理減水作用, 減水率10 %左右。

　　d) 可提高混凝土密度性,增加混凝土抗裂性。

　　e) 可增加混凝土內(nèi)的細(xì)粉料數(shù)量,多余的粉煤灰體積可代替部分砂用量,減少砂率1 %～2 % ,即減少了干縮裂縫的根源。

　　f) 摻入粉煤灰后使混凝土早期強(qiáng)度降低、緩凝、減少裂縫在早期出現(xiàn),但混凝土在后期可趕上和超過不加粉煤灰混凝土的強(qiáng)度。

　　總之,摻入粉煤灰后,可明顯的降低混凝土的收縮,延長裂縫出現(xiàn)的時(shí)間,同時(shí)抑制混凝土的開裂。

2. 3 　商品混凝土用細(xì)骨料

　　宜選級配、含泥量、泥塊含量符合標(biāo)準(zhǔn)要求的中粗砂為宜。為什么普通混凝土板類結(jié)構(gòu)不裂呢? 因?yàn)槠渖奥首畲蟛怀^35 % ,而泵送混凝土比普通混凝土砂率最少要大5 %以上,因此在不影響泵送混凝土的可泵性前提下,盡量控制砂率,不要太大,一般不應(yīng)大于40 % ,在37 %～40 %內(nèi)為宜。一般板類結(jié)構(gòu)鋼筋含量不多,易于澆筑成型。

2. 4 　商品混凝土用粗骨料

　　卵石比碎石可泵性要好。泵送混凝土所用粗骨料以連續(xù)粒級為好,單粒級不宜配泵送混凝土,C25 以下混凝土宜選連續(xù)粒級為5～40 mm 的卵石,C30 以上混凝土選5～31．5 mm的碎石。板類結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)含粗骨料應(yīng)比梁柱結(jié)構(gòu)混凝土的含石量多些,以減少裂縫的產(chǎn)生。

2．5 　商品混凝土用外加劑

　　選具有引氣、緩凝的泵送劑、減水劑等,根據(jù)施工氣溫、環(huán)境、混凝土強(qiáng)度考慮混凝土緩凝時(shí)間,一般最少緩凝4 h以上,夏季高溫季節(jié)緩凝時(shí)間可適當(dāng)延長些。主要是緩凝初凝時(shí)間。板類或較薄混凝土結(jié)構(gòu)的商品混凝土可按大體積混凝土要求設(shè)計(jì)配合比,可摻入抗裂劑等。

3 　商品混凝土配合比應(yīng)通過試配確定

　　商品混凝土配合比確定原則,盡量少用水泥多摻入活性摻合料。采用“雙摻”或“三摻”技術(shù)的原則,低砂率,高含石量;混凝土外加劑選用低摻量高效能的泵送劑或減水劑,保證可泵性前提下,以小坍落度、低用水量為原則,并采取混凝土配合比進(jìn)行動態(tài)管理的原則等等。

4 　商品混凝土攪拌和運(yùn)輸

　　原材料計(jì)量必須準(zhǔn)確,攪拌時(shí)間必須保證,混凝土坍落度控制在要求范圍內(nèi);混凝土運(yùn)輸中不能離析、分離,如坍落度損失太大,運(yùn)至現(xiàn)場不易泵送時(shí),嚴(yán)禁外加水,宜加入外加劑以調(diào)整混凝土流動度。

5 　商品混凝土施工控制

　　a) 按規(guī)范要求加強(qiáng)振搗,不能過振、欠振、漏振。

　　b) 混凝土振搗完畢,待混凝土初凝前或接近初凝時(shí),進(jìn)行混凝土表面處理,進(jìn)行三次抹壓:第1 次用2 m 長的木刮板刮平;

　　第2 次用鐵滾筒滾壓,用以提漿,使上下層混凝土均勻;

　　第3 次在收水以后,再用木抹子搓壓,彌合已出現(xiàn)的干縮裂縫。

　　c) 如果發(fā)現(xiàn)干縮裂縫出現(xiàn),混凝土表面開始硬結(jié),人工抹不動時(shí),可采取平板振搗器進(jìn)行二次振搗的方法,使混凝土進(jìn)一步密實(shí)化。

　　混凝土表面處理,其關(guān)鍵是要掌握混凝土初凝時(shí)間,早了、晚了都不行。有人擔(dān)心,二次振搗會破壞混凝土結(jié)構(gòu),其實(shí)混凝土在初凝前后,在水泥晶胚開始形成時(shí)進(jìn)行二次振搗,反而有利于水泥晶胚為中心形成新的更密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu),更有利于混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。

　　d) 據(jù)有關(guān)資料介紹,如發(fā)現(xiàn)干縮裂縫出現(xiàn)的快又多時(shí),可采用拋石法來控制和彌合干縮裂縫,即在混凝土樓板面層上拋大中石子(20～40 mm) ,然后用平板振搗器進(jìn)行振搗,每m3 混凝土拋石150～200 kg ,平均每m2 拋15 kg 左右,拋石作法以消除混凝土早期裂縫很有效,亦可用粗砂或豆石滿鋪一層來約束干縮裂縫的產(chǎn)生。

6 　商品混凝土的養(yǎng)護(hù)

　　商品混凝土必須加強(qiáng)早期保濕養(yǎng)護(hù),尤其我地區(qū)氣候干燥、春秋風(fēng)多、風(fēng)大,夏季干燥,相對濕度小,加強(qiáng)混凝土早期保濕養(yǎng)護(hù)更顯重要。

　　當(dāng)混凝土初凝后,即表面收水后,用手輕按混凝土無手印時(shí),就可澆水或保濕養(yǎng)護(hù);養(yǎng)護(hù)方法可復(fù)蓋草袋或塑料薄膜,或涂刷養(yǎng)護(hù)液均可,以保證混凝土表面潮濕,不失水。冬期施工,一般采取外圍,上蓋或外部短期加熱的立體蓄熱養(yǎng)護(hù)方法。但要注意外部短期加熱不要將鋼模板烤得太熱,一般在低正溫5～10 ℃為宜,否則,混凝土更易出現(xiàn)干縮裂縫。

7 　結(jié)論

　　只要上述的技術(shù)措施到位,商品混凝土的干縮裂縫一定能得到有效控制。