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量通病———干縮裂縫的控制措施;從優(yōu)選原料到加強施工管理,主要措施到位,干縮裂縫一定能得到控制。

[關鍵詞] 　商品混凝土;干縮裂縫;控制

[中圖分類號] 　TU528153 　　　　[文獻標識碼] 　A 　　　　[文章編號] 　10012523X(2004) 1020061202

1 　概況

商品混凝土亦稱預拌混凝土,它的產生和出現(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)代化和科學化的標志;混凝土商品化生產為建筑工程節(jié)省水泥、提高工程質量改進施工組織、減輕勞動強度、降低成本等提供可能,同時也為節(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(預拌) 混凝土,主要集中在省會及沿海發(fā)達城市,在這些城市商品混凝土使用率已達60 %～80 % ,基本達到發(fā)達國家水平,我國一些中小城市應用率還很低,甚至沒有應用,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)有商品混凝土生產廠家只有7～8 家,年生產量僅有20 萬m3 混凝土左右;商品混凝土還未被有關領導和工程技術人員重視,包頭地區(qū)商品混凝土的發(fā)展剛剛起步,應加大發(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 年我國預拌混凝土生產能力力爭達到3 億m3 ,占混凝土總量的比例達到20 % ,其中大中城市要達到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,商品混凝土應用時如果不加強管理,也必然會帶來商品混凝土的一些質量通病的出現(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、高風速、低的相對濕度等特點,商品混凝土容易產生干縮裂縫,已成為一項質量通病,尤其是板類或較薄的、平面混凝土結構;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,必須采取相應的針對性的技術措施,據(jù)多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗和學習有關技術資料基礎上,提出控制干縮裂縫的技術措施,和同行交流商討,本文只是從商品混凝土的生產、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合、礦渣水泥等,除冬期施工外,不宜選早強型水泥;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,所產生的水化熱亦不同,其收縮、變形、凝結時間等不同,水化時反映了各自水泥的水化個性,所以不能混用,如果混用:a) 可能造成收縮、變形不同,而影響結構的耐久性;b) 凝結時間、需水量、水化速度不同,所產生的混凝土強度不同,將使混用后的混凝土強度降低5 %～20 % ,c) 由于收縮變形不同,產生裂縫隱患存在。不同水泥應分別使用,只能待上一品種水泥產生一定強度后,才可向其上面澆筑其他品種、等級的水泥。在保證混凝土強度的前提下,商品混凝土的水泥用量,應降低到最低程度。

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,這就意味著產生裂縫隱患存在,而水泥新標準執(zhí)行后,水泥強度提高,生產廠家提高了水泥細度、C3A 含量,早期強度提高了,更加大了混凝土干縮裂縫產生的隱患,為減少和控制產生裂縫的根源,必須摻入礦物摻合料,如磨細礦渣粉、沸石粉、粉煤灰等;摻入粉煤灰的優(yōu)點:

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

b) 可降低水泥水化熱,具有一定的技術效益。

c) 可增加混凝土和易性、可泵性,減少堵泵、堵管的產生;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) 可增加混凝土內的細粉料數(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)的時間,同時抑制混凝土的開裂。

2. 3 　商品混凝土用細骨料

宜選級配、含泥量、泥塊含量符合標準要求的中粗砂為宜。為什么普通混凝土板類結構不裂呢? 因為其砂率最大不超過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,一般不應大于40 % ,在37 %～40 %內為宜。一般板類結構鋼筋含量不多,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。板類結構混凝土內含粗骨料應比梁柱結構混凝土的含石量多些,以減少裂縫的產生。

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、混凝土強度考慮混凝土緩凝時間,一般最少緩凝4 h以上,夏季高溫季節(jié)緩凝時間可適當延長些。主要是緩凝初凝時間。板類或較薄混凝土結構的商品混凝土可按大體積混凝土要求設計配合比,可摻入抗裂劑等。

3 　商品混凝土配合比應通過試配確定

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行動態(tài)管理的原則等等。

4 　商品混凝土攪拌和運輸

原材料計量必須準確,攪拌時間必須保證,混凝土坍落度控制在要求范圍內;混凝土運輸中不能離析、分離,如坍落度損失太大,運至現(xiàn)場不易泵送時,嚴禁外加水,宜加入外加劑以調整混凝土流動度。

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,進行混凝土表面處理,進行三次抹壓: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,人工抹不動時,可采取平板振搗器進行二次振搗的方法,使混凝土進一步密實化。

混凝土表面處理,其關鍵是要掌握混凝土初凝時間,早了、晚了都不行。有人擔心,二次振搗會破壞混凝土結構,其實混凝土在初凝前后,在水泥晶胚開始形成時進行二次振搗,反而有利于水泥晶胚為中心形成新的更密實的混凝土結構,更有利于混凝土強度的發(fā)展。

d) 據(jù)有關資料介紹,如發(fā)現(xiàn)干縮裂縫出現(xiàn)的快又多時,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生。

6 　商品混凝土的養(yǎng)護

商品混凝土必須加強早期保濕養(yǎng)護,尤其我地區(qū)氣候干燥、春秋風多、風大,夏季干燥,相對濕度小,加強混凝土早期保濕養(yǎng)護更顯重要。

當混凝土初凝后,即表面收水后,用手輕按混凝土無手印時,就可澆水或保濕養(yǎng)護;養(yǎng)護方法可復蓋草袋或塑料薄膜,或涂刷養(yǎng)護液均可,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 　結論

只要上述的技術措施到位,商品混凝土的干縮裂縫一定能得到有效控制。