论文部分内容阅读
【摘 要】文章对商品混凝土工程中常见的裂缝成因进行了初步探讨分析，并从商品混凝土工程的生产和施工两方面针对具体情况提出了一些预防及处理措施。
【关键词】裂缝成因；控制措施；施工现场
1.前言
近几年来，随着当今建设规模的不断扩大，施工现场的逐渐缩小，商品混凝土以其技术、经济上的优越性，尤其是稳定、可靠、优良的质量深受青睐。但随着使用的逐渐增多及商品混凝土的独有特性，混凝土裂缝的问题也越来越多，特别是现浇楼板的裂缝尤为突出，所以如何采取措施，最大限度地减少或消除商品混凝土裂缝的产生，已经成为当今工程技术人员急需解决的难题之一。
2.混凝土裂缝的类型和成因
商品混凝土是由水泥、骨料、水和各种外加剂及掺合料组成的非匀质性脆性材料，其内部是非致密、非均匀的，它具有较高的抗压强度、良好的耐久性及抗拉强度低、抗变形能力差、易开裂等特性。混凝土产生裂缝的原因是多方面的，如荷载、温度、收缩、腐蚀、结构变形等，且大多不是单方面作用的结果，而是多种因素相互交织影响、共同作用的结果。本文主要从材料、施工方面进行阐述。
2.1 材料方面的原因
混凝土收缩是其自身的特性。有关资料表明，混凝土的拌和水中只有约20%的水，是水泥水化所必须的，其余80%的水分都要被蒸发。而这多余水分的蒸发就是引起混凝土收缩的主要原因。当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现裂缝，这类裂缝通常显示规律性。而商品混凝土由于需要泵送，收缩性更大，且越是高标号的混凝土，其收缩性就越大。
2.1.1 水泥浆的含量高
为减少泵送对机械设备的磨损，商品混凝土供应单位所用的水泥，比一般混凝土用的水泥多，相应的砂率也大，这必然导致商品混凝土比普通混凝土的收缩性大，出现裂缝的几率也比普通混凝土要大得多。
2.1.2 坍落度大
一般商品混凝土的坍落度在140mm～180mm之间，有的甚至达到250mm，而普通混凝土的坍落度大多控制在30mm～50mm或70mm～90mm之间。商品混凝土搅拌站为保证泵送的顺利，施工单位为提高施工效率，加上施工人员为便于施工，都希望混凝土的坍落度越大越好。为达到大坍落度要求，必然要求增加较多的水泥用量、拌和水用量和外加剂用量。由于这三种因素的共同影响，造成商品混凝土的收缩值比普通混凝土要大得多，极易导致商品混凝土裂缝的产生。
2.1.3 骨料粒径的影响
为满足泵送的要求，商品混凝土都采用粒径较小的骨料，减少粗骨料的用量。粗骨料的粒径往往受本地的骨料种类、泵送管道的直径、钢筋的最小间距、板厚及设计所需的流动度这五种条件的约束，而普通混凝土粗骨料的粒径仅受到钢筋最小间距和板厚这两种条件的约束。因此，商品混凝土粗骨料的粒径相对较小，直接导致单位水泥用量和拌和水用量比普通混凝土多。在混凝土的组成材料中，由于粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分，因此粒径较小的粗骨料和较少的粗骨料用量对制约混凝土收缩是不利的，使得混凝土的抗拉强度降低，易出现裂缝。
2.1.4 粗细骨料含泥量的影响
骨料的含泥量越高，混凝土的收缩性就越大，也越容易造成开裂。因为泥的出现弱化了骨料与水泥石之间的粘结面，降低了界面的粘结强度，也就降低了混凝土的抗拉强度，导致商品混凝土出现裂缝、特别是硬化过程中的早期裂缝。据有关资料统计，骨料的含泥量增加1%，混凝土的强度就会降低5%。因此，应限制骨料的含泥量。
2.1.5 外加剂的影响
为保持良好的工作性能和可泵性，在商品混凝土生产过程中都会使用外加剂，其中大多是兼有减水、泵送、缓凝等综合作用的高效复合外加剂。由于国内缺乏外加剂对混凝土影响的系统理论研究，所以外加剂加入如不能科学控制，就会在一些部位形成薄弱区域，并在外力的作用下产生裂缝。
2.2 施工方面的原因
2.2.1 混凝土终凝前未仔细收光
商品混凝土由于坍落度大，水泥浆含量高，在终凝前因表面收缩极易出现收缩裂缝，对于掺加了活性掺和料的混凝土就尤为显著。如果在终凝前未仔细收光，则收缩裂缝不会自行闭和，导致混凝土非结构性浅表裂缝的产生。
2.2.2 现场擅自加水
施工人员为提高混凝土的施工速度，未经有关方面认可，就擅自向混凝土中加水。现场加水不但增加了混凝土硬化过程中的泌水通道，降低了混凝土的强度，更严重的，将导致混凝土局部形成了软弱层，增加了混凝土出现裂缝的可能性。
2.2.3 结构构件养护不到位
养护问题可以说一直是商品混凝土的关键问题，很多裂缝的产生都与商品混凝土养护未到位有关。随着泵送混凝土的普遍使用，外加剂和活性掺合料的加入，养护问题显得更加重要。国家规范规定混凝土应该在浇筑后的12小时之内就开始养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥拌制的混凝土，其养护时间不得少于7天，对掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，其养护时间不得少于14天，且要始终保持混凝土处于湿润状态，混凝土浇筑后，若表面在规定的时间内未覆盖或者浇水不及时，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝，特别是在气温高、湿度小、风速大的情况下，收缩更易发生。现在有不少施工现场，对混凝土的养护往往采取终凝后才浇水养护，表面也未覆盖，浇水不及时、不定时且时间短，这与国家规范规定的养护要求相差很远，极易造成商品混凝土的早期开裂。
2.2.4 模板支撑拆除过早和结构受荷载过早
商品混凝土由于其使用的特殊性，如为保证具有一定的坍落度要求以及运输、停置、施工所需要的时间，往往要加入具有缓凝作用的外加剂和粉煤灰以满足施工要求，因此商品混凝土具有比普通混凝土初凝时间长、早期强度低等特点。现在有一些施工单位为了赶进度，或为了模板的周转而擅自提前拆除模板支撑，并在结构上放置过多的堆载（如钢筋、钢管等），而此时混凝土并未达到规范要求的拆模强度，使结构受荷载过早从而出现裂缝。 3.商品混凝土裂缝的预防措施
根据以上对商品混凝土出现裂缝原因的分析，结合现场施工的情况，为避免商品混凝土结构裂缝的产生，建议采取如下预防措施。
3.1 混凝土材料方面的措施
因为混凝土是一种收缩性的材料，当产生的收缩应力超过混凝土自身的抗拉强度时，结构便会产生裂缝。对此商品混凝土搅拌站应采取以下措施：
3.1.1 尽量减少收缩量大、需水量多的水泥使用，建议采用需水量小，与混凝土外加剂适应性好的水泥。要根据工程的实际情况，采用合适品种的水泥。在满足条件的情况下，要尽量减少水泥的用量。
3.1.2 在满足可泵性及和易性的条件下，要尽可能减少混凝土的水灰比，减小坍落度，以降低其收缩应力。
3.1.3 宜优先采用连续级配的粗骨料配制混凝土，因为此级配的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量以及较高的抗压强度。根据工程需要，应采用合适的骨料粒径，尽可能选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径可减少用水量，从而减少水化热，最终降低混凝土的收缩应力。根据有关资料，采用5mm～40mm石子比采用5mm～25mm的石子，每立方米混凝土可减少用水量15kg左右，在相同水灰比的情况下，水泥的用量可减少20kg左右。细骨料也应以中、粗砂为宜。
3.1.4 严格控制骨料的含泥量，建议商品混凝土所用粗骨料的含泥量控制在1%之内，砂的含泥量控制在2%之内，从而降低混凝土的收缩，提高混凝土的抗拉强度。
3.1.5 对外加剂应先进行有关指标的复试，合格后再使用。配制过程中的掺量更要严格控制，以免发生混凝土结构的裂缝。
3.2 混凝土施工方面的措施
3.2.1 必须确保正确的振捣方法。要根据商品混凝土的坍落度，合理控制振捣时间。振捣宜短振、快插、慢拔。因为振捣时间过短，混凝土不易密实；而振捣时间过长，则易形成混凝土的分层，从而造成过大的收缩应力，使混凝土出现裂缝。混凝土振捣后清除其中的游离水也是施工过程中的重要因素。主要是采取让混凝土在模内静置一段时间（时间长度根据实际情况而定），让游离水自由挥发或从模板缝隙中渗出。
3.2.2 混凝土的布料要确保混凝土摊铺均匀，保证混凝土的致密性和均匀性，避免薄弱界面的产生，防止发生裂缝。针对柱梁板连续浇筑的情况，应在柱混凝土浇完后停歇1～2小时再浇筑梁板混凝土，避免沉降裂缝的产生。
3.2.3 为消除商品混凝土的浅表收缩裂缝，要正确把握商品混凝土的收浆和压光时机。商品混凝土振捣后应进行二遍收浆和压光，第一遍收浆和压光应在混凝土初凝时进行，第二遍收浆和压光应在初凝完成时终凝刚开始时进行，对掺加活性掺和料的混凝土更应增加收光次数，严禁在表面撒纯水泥进行压实收光，以免收缩裂缝的产生。
3.2.4 在浇筑混凝土前按施工方案认真检查模板及支架的刚度、强度及稳定性，并在浇捣过程中监控模板的变形情况，控制不致因为模板及支架挠度过大而影响混凝土挠动，并尽量避免由于提前拆模而产生板缝。
3.2.5 严禁现场加水。要加强现场的管理力度，减少施工人员的主观随意性，确保按规范施工。
3.2.6 根据所用商品混凝土的类型按照国家规范的规定严格控制混凝土的养护，为保证根凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须在施工后及时进行浇水养护。其养护方法主要有：用湿草袋、湿麻袋和薄膜覆盖（在炎热或大风天气，薄膜覆盖养护效果较好），并经常浇水使之保持湿润。
3.2.7 严格控制混凝土早期强度增长期的载荷。整体浇捣好后，在强度未达1.2Mpa时，不进行下道工序施工，不得上人和载荷，待强度达到10Mpa时，才可陆续堆放物体，应分散、分次加载，尽量避免集中堆放，形成集中荷载，同时控制堆载时吊车卸物冲击等。
4.结束语
商品混凝土出现裂缝的原因是非常复杂的，不会由单一因素引起，而是多种因素共同作用的结果。如果做到事先对商品混凝土现浇楼板裂缝原因有分析，有针对性控制措施，加强施工技术交底管理和落实施工过程监控，一环扣一环，层层有人管，事事有落实只要沿着上述所列出的原因去分析，那么商品混凝土裂缝的产生，一定会明显减少乃至消除。
【关键词】裂缝成因；控制措施；施工现场
1.前言
近几年来，随着当今建设规模的不断扩大，施工现场的逐渐缩小，商品混凝土以其技术、经济上的优越性，尤其是稳定、可靠、优良的质量深受青睐。但随着使用的逐渐增多及商品混凝土的独有特性，混凝土裂缝的问题也越来越多，特别是现浇楼板的裂缝尤为突出，所以如何采取措施，最大限度地减少或消除商品混凝土裂缝的产生，已经成为当今工程技术人员急需解决的难题之一。
2.混凝土裂缝的类型和成因
商品混凝土是由水泥、骨料、水和各种外加剂及掺合料组成的非匀质性脆性材料，其内部是非致密、非均匀的，它具有较高的抗压强度、良好的耐久性及抗拉强度低、抗变形能力差、易开裂等特性。混凝土产生裂缝的原因是多方面的，如荷载、温度、收缩、腐蚀、结构变形等，且大多不是单方面作用的结果，而是多种因素相互交织影响、共同作用的结果。本文主要从材料、施工方面进行阐述。
2.1 材料方面的原因
混凝土收缩是其自身的特性。有关资料表明，混凝土的拌和水中只有约20%的水，是水泥水化所必须的，其余80%的水分都要被蒸发。而这多余水分的蒸发就是引起混凝土收缩的主要原因。当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现裂缝，这类裂缝通常显示规律性。而商品混凝土由于需要泵送，收缩性更大，且越是高标号的混凝土，其收缩性就越大。
2.1.1 水泥浆的含量高
为减少泵送对机械设备的磨损，商品混凝土供应单位所用的水泥，比一般混凝土用的水泥多，相应的砂率也大，这必然导致商品混凝土比普通混凝土的收缩性大，出现裂缝的几率也比普通混凝土要大得多。
2.1.2 坍落度大
一般商品混凝土的坍落度在140mm～180mm之间，有的甚至达到250mm，而普通混凝土的坍落度大多控制在30mm～50mm或70mm～90mm之间。商品混凝土搅拌站为保证泵送的顺利，施工单位为提高施工效率，加上施工人员为便于施工，都希望混凝土的坍落度越大越好。为达到大坍落度要求，必然要求增加较多的水泥用量、拌和水用量和外加剂用量。由于这三种因素的共同影响，造成商品混凝土的收缩值比普通混凝土要大得多，极易导致商品混凝土裂缝的产生。
2.1.3 骨料粒径的影响
为满足泵送的要求，商品混凝土都采用粒径较小的骨料，减少粗骨料的用量。粗骨料的粒径往往受本地的骨料种类、泵送管道的直径、钢筋的最小间距、板厚及设计所需的流动度这五种条件的约束，而普通混凝土粗骨料的粒径仅受到钢筋最小间距和板厚这两种条件的约束。因此，商品混凝土粗骨料的粒径相对较小，直接导致单位水泥用量和拌和水用量比普通混凝土多。在混凝土的组成材料中，由于粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分，因此粒径较小的粗骨料和较少的粗骨料用量对制约混凝土收缩是不利的，使得混凝土的抗拉强度降低，易出现裂缝。
2.1.4 粗细骨料含泥量的影响
骨料的含泥量越高，混凝土的收缩性就越大，也越容易造成开裂。因为泥的出现弱化了骨料与水泥石之间的粘结面，降低了界面的粘结强度，也就降低了混凝土的抗拉强度，导致商品混凝土出现裂缝、特别是硬化过程中的早期裂缝。据有关资料统计，骨料的含泥量增加1%，混凝土的强度就会降低5%。因此，应限制骨料的含泥量。
2.1.5 外加剂的影响
为保持良好的工作性能和可泵性，在商品混凝土生产过程中都会使用外加剂，其中大多是兼有减水、泵送、缓凝等综合作用的高效复合外加剂。由于国内缺乏外加剂对混凝土影响的系统理论研究，所以外加剂加入如不能科学控制，就会在一些部位形成薄弱区域，并在外力的作用下产生裂缝。
2.2 施工方面的原因
2.2.1 混凝土终凝前未仔细收光
商品混凝土由于坍落度大，水泥浆含量高，在终凝前因表面收缩极易出现收缩裂缝，对于掺加了活性掺和料的混凝土就尤为显著。如果在终凝前未仔细收光，则收缩裂缝不会自行闭和，导致混凝土非结构性浅表裂缝的产生。
2.2.2 现场擅自加水
施工人员为提高混凝土的施工速度，未经有关方面认可，就擅自向混凝土中加水。现场加水不但增加了混凝土硬化过程中的泌水通道，降低了混凝土的强度，更严重的，将导致混凝土局部形成了软弱层，增加了混凝土出现裂缝的可能性。
2.2.3 结构构件养护不到位
养护问题可以说一直是商品混凝土的关键问题，很多裂缝的产生都与商品混凝土养护未到位有关。随着泵送混凝土的普遍使用，外加剂和活性掺合料的加入，养护问题显得更加重要。国家规范规定混凝土应该在浇筑后的12小时之内就开始养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥拌制的混凝土，其养护时间不得少于7天，对掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，其养护时间不得少于14天，且要始终保持混凝土处于湿润状态，混凝土浇筑后，若表面在规定的时间内未覆盖或者浇水不及时，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝，特别是在气温高、湿度小、风速大的情况下，收缩更易发生。现在有不少施工现场，对混凝土的养护往往采取终凝后才浇水养护，表面也未覆盖，浇水不及时、不定时且时间短，这与国家规范规定的养护要求相差很远，极易造成商品混凝土的早期开裂。
2.2.4 模板支撑拆除过早和结构受荷载过早
商品混凝土由于其使用的特殊性，如为保证具有一定的坍落度要求以及运输、停置、施工所需要的时间，往往要加入具有缓凝作用的外加剂和粉煤灰以满足施工要求，因此商品混凝土具有比普通混凝土初凝时间长、早期强度低等特点。现在有一些施工单位为了赶进度，或为了模板的周转而擅自提前拆除模板支撑，并在结构上放置过多的堆载（如钢筋、钢管等），而此时混凝土并未达到规范要求的拆模强度，使结构受荷载过早从而出现裂缝。 3.商品混凝土裂缝的预防措施
根据以上对商品混凝土出现裂缝原因的分析，结合现场施工的情况，为避免商品混凝土结构裂缝的产生，建议采取如下预防措施。
3.1 混凝土材料方面的措施
因为混凝土是一种收缩性的材料，当产生的收缩应力超过混凝土自身的抗拉强度时，结构便会产生裂缝。对此商品混凝土搅拌站应采取以下措施：
3.1.1 尽量减少收缩量大、需水量多的水泥使用，建议采用需水量小，与混凝土外加剂适应性好的水泥。要根据工程的实际情况，采用合适品种的水泥。在满足条件的情况下，要尽量减少水泥的用量。
3.1.2 在满足可泵性及和易性的条件下，要尽可能减少混凝土的水灰比，减小坍落度，以降低其收缩应力。
3.1.3 宜优先采用连续级配的粗骨料配制混凝土，因为此级配的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量以及较高的抗压强度。根据工程需要，应采用合适的骨料粒径，尽可能选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径可减少用水量，从而减少水化热，最终降低混凝土的收缩应力。根据有关资料，采用5mm～40mm石子比采用5mm～25mm的石子，每立方米混凝土可减少用水量15kg左右，在相同水灰比的情况下，水泥的用量可减少20kg左右。细骨料也应以中、粗砂为宜。
3.1.4 严格控制骨料的含泥量，建议商品混凝土所用粗骨料的含泥量控制在1%之内，砂的含泥量控制在2%之内，从而降低混凝土的收缩，提高混凝土的抗拉强度。
3.1.5 对外加剂应先进行有关指标的复试，合格后再使用。配制过程中的掺量更要严格控制，以免发生混凝土结构的裂缝。
3.2 混凝土施工方面的措施
3.2.1 必须确保正确的振捣方法。要根据商品混凝土的坍落度，合理控制振捣时间。振捣宜短振、快插、慢拔。因为振捣时间过短，混凝土不易密实；而振捣时间过长，则易形成混凝土的分层，从而造成过大的收缩应力，使混凝土出现裂缝。混凝土振捣后清除其中的游离水也是施工过程中的重要因素。主要是采取让混凝土在模内静置一段时间（时间长度根据实际情况而定），让游离水自由挥发或从模板缝隙中渗出。
3.2.2 混凝土的布料要确保混凝土摊铺均匀，保证混凝土的致密性和均匀性，避免薄弱界面的产生，防止发生裂缝。针对柱梁板连续浇筑的情况，应在柱混凝土浇完后停歇1～2小时再浇筑梁板混凝土，避免沉降裂缝的产生。
3.2.3 为消除商品混凝土的浅表收缩裂缝，要正确把握商品混凝土的收浆和压光时机。商品混凝土振捣后应进行二遍收浆和压光，第一遍收浆和压光应在混凝土初凝时进行，第二遍收浆和压光应在初凝完成时终凝刚开始时进行，对掺加活性掺和料的混凝土更应增加收光次数，严禁在表面撒纯水泥进行压实收光，以免收缩裂缝的产生。
3.2.4 在浇筑混凝土前按施工方案认真检查模板及支架的刚度、强度及稳定性，并在浇捣过程中监控模板的变形情况，控制不致因为模板及支架挠度过大而影响混凝土挠动，并尽量避免由于提前拆模而产生板缝。
3.2.5 严禁现场加水。要加强现场的管理力度，减少施工人员的主观随意性，确保按规范施工。
3.2.6 根据所用商品混凝土的类型按照国家规范的规定严格控制混凝土的养护，为保证根凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须在施工后及时进行浇水养护。其养护方法主要有：用湿草袋、湿麻袋和薄膜覆盖（在炎热或大风天气，薄膜覆盖养护效果较好），并经常浇水使之保持湿润。
3.2.7 严格控制混凝土早期强度增长期的载荷。整体浇捣好后，在强度未达1.2Mpa时，不进行下道工序施工，不得上人和载荷，待强度达到10Mpa时，才可陆续堆放物体，应分散、分次加载，尽量避免集中堆放，形成集中荷载，同时控制堆载时吊车卸物冲击等。
4.结束语
商品混凝土出现裂缝的原因是非常复杂的，不会由单一因素引起，而是多种因素共同作用的结果。如果做到事先对商品混凝土现浇楼板裂缝原因有分析，有针对性控制措施，加强施工技术交底管理和落实施工过程监控，一环扣一环，层层有人管，事事有落实只要沿着上述所列出的原因去分析，那么商品混凝土裂缝的产生，一定会明显减少乃至消除。