论文部分内容阅读
摘要：泵送混凝土容易产生裂缝,文章重点分析了裂缝产生的原因,并提出了裂缝防治的具体措施。
关键词：泵送混凝土;裂缝;防治
1、前言
随着时代的发展需要,泵送砼在工程施工中的使用越来越广泛,它给社会带来的经济效益和社会效益是显而易见的。但是某些工程表明,泵送砼强度不足、凝结异常时有发生,特点是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,值的引起足够重视,本文重点分析其产生的原因,及其预防裂缝产生的措施。
2、泵送砼的特点
（1）泵送砼的骨料最大粒径除了满足结构的最小尺寸及钢筋最小净距的要求外,对碎石的最大粒径还不宜超过输送管道直径的1/3,对卵石不宜超过输送管道直径的1/2.5,同时应符合砼制造厂的规定。
（2）为保证砼的流动性、粘聚性和保水性，以便于运输、泵送和浇筑，泵送砼的砂率要比普通流动性砼偏大6-9个百分点，用砂量多，通过0.315mm筛孔的砂应不小于15%，砂率控制在40%-50%。
（3）砼拌和物的坍落度较大，常为80-180mm。
（4）泵送砼的单位水泥用量一般较大，C20-C60泵送砼水泥用量一般为350Kg/m3-550 Kg/m3，规范规定泵送砼的最小水泥用量控制在280Kg/m3-300Kg/m3。
泵送砼的水灰比小于0.4时，砼的泵送阻力急剧增大，大于0.6时，砼则易泌水、分层、离析，也影响泵送。
泵送砼常掺用适量的外加剂或混合材料以改善砼性能，节约水泥和降低造价，常用的掺加剂有粉煤灰、矿渣、沸石粉和泵送剂（多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等）等。
泵送砼的拌制一般在搅拌楼（站）进行，原材料计量准确，搅拌均匀。
多数拌和楼未设细掺和料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仓，采用人工或容积法，使掺和料的计量与分散存在问题，影响砼的均匀性。
入泵前由于拌和原因造成砼过干、过稀，或运输时间过长、停留时间过长易造成砼不均匀。
（10）大体积砼施工，当技术措施不当或不完善时，易产生温度裂缝。砼浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。
3、砼裂缝种类
砼是由粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。砼混合料在不同温、湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩性大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间是相互粘结相互约束，由于变形不同产生微裂缝。
（1）由外荷载（静、动荷载）直接应力引起的裂缝。
（2）由变形引起的裂縫：包括结构因温湿度变化、收缩、膨胀，不均匀沉陷等原因引起的裂缝。一般砼工程结构由于变形（温湿度、收缩与膨胀不均匀沉降）引起的裂缝约占多数，由荷载引起的裂缝约占少部分。
4、砼产生裂缝的原因和特征
4.1温度裂缝
水泥在水化过程中产生大量的热量，从而使砼内部温度升高。如果没有降温措施或浇筑温度过高，砼内部温度将高达50-70°C。砼的内部与表面的散热条件不同，从而砼外冷内热，由于热胀冷缩的原理造成砼出现开裂。这种裂缝出现在砼浇筑后3-5天左右，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而扩大。
水泥水化过程产生的热量多少与水泥的品种及单位水泥用量有关。砼内外温差的大小与砼的结构尺寸有关，结构尺寸越大，造成内外温差也越大，因而引起裂缝的可能性也越大。
4.2沉陷收缩裂缝
砼流动性不足或砼本身不均匀，在终凝前没有沉实，当砼继续沉陷又受到钢筋、模板限制，从而出现裂缝，或由于模板移动、基础沉陷引起砼开裂。这种裂缝出现在砼浇筑后1-2小时内。在泵送砼现浇的各种钢筋砼结构中，经常出现这种裂缝，常发生在板结构的钢筋部位和结构变截面处。
4.3干缩裂缝
砼在硬化过程中表面水分被蒸发，砼表面干燥收缩产生收缩裂缝。由于砼的骨料干燥收缩很小，裂缝主要是由于水泥石干燥收缩引起的，水灰比越大干缩裂缝越大。砼的水份蒸发干燥是一个由表及里非常缓慢的过程，因此干缩裂缝的产生也是一个长期的过程。干缩裂缝一般发生在砼表层，且裂缝细微，有时呈平行线状或网状。
5、裂缝的防治措施
针对以上砼裂缝产生的各种原因，及泵送砼自身的特点，在施工中应注意在大体积砼结构水泥品种的选择上应首选中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥以减少温差，在掺加泵送剂或粉煤灰时也可选用矿渣硅酸盐水泥。
由试验研究和工程实践表明，每立方米砼中的水泥用量增减10Kg，其水化热将使砼的温度相应升高或降低1°C，因此在进行砼配合比设计时在满足强度及泵送砼自身的特定的要求的情况下，水泥应尽量控制在300Kg/m3以下。
根据砼的结构最小尺寸及输送管道的内径，尽可能选择较大粒径及天然连续级配的粗集料，使砼具有更好的可泵性。减少水泥、水的用量，降低砼的泌水、收缩及水化热。在泵送砼的含砂率的选择上也应合理，过大的含砂率不仅会影响砼的强度，而且会增大收缩和裂缝。过小的含砂率又会影响砼的可泵性，可通过理论公式和工程实践经验来确定最合理的含砂率。
选择合适的掺加料和掺加剂：国内外的大量的研究表明，在砼内掺加一定量的粉煤灰，不仅能替代部分水泥，还可以起到润滑作用，可改善砼拌和物的流动性，从而改善砼的可泵性，掺加了粉煤灰后还可以降低水泥的水化热，掺量宜控制在10%-15%以内。在泵送砼掺加高效减水剂、缓凝剂，可以改善砼的流动性，由于降低了单位用水量，还可以降低砼的水化热，减少温度裂缝。
改进泵送砼的施工工艺；在砼浇筑过程中，倒料速度不宜过快，防止砼堆积或振捣不不充分，采用二次振捣的方法，使砼充分密实，减少砼内部的裂缝和气体，提高砼的抗裂性。
砼结构的沉陷裂缝、干缩裂缝多数是由于砼单位用水量过大、砼过稀坍落度过大引起的，尤其砼的干燥收缩受用水量影响最大，在相同的水泥用量的情况下，砼的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增加，因此严格控制泵送砼的单位用水量是减少裂缝的根本措施。
砼的养护也是保证砼的质量、减少裂缝的一个重要和关键的工序。砼的养护主要保持适当的温度、湿度条件，减少砼表面的热扩散，减少砼内外部的温差，防止砼表面干燥收缩产生裂缝。
6、结束语
综上所述，泵送砼由于其自身水泥用量多，强度高、单位用水量大、流动性大、砂率高和掺化学外加剂等特点，使砼易产生裂缝，对此必须引起足够的重视。为此要求选择较低的坍落度，在满足流动性和可泵性的条件下，降低单位用水量，在满足强度的条件下，尽可能地降低水泥用量。同时应选择对砼干燥收缩影响较小的泵送剂。在施工中采用二次振捣，加强抹面和保湿养护等手段减少和预防砼裂缝的产生。
关键词：泵送混凝土;裂缝;防治
1、前言
随着时代的发展需要,泵送砼在工程施工中的使用越来越广泛,它给社会带来的经济效益和社会效益是显而易见的。但是某些工程表明,泵送砼强度不足、凝结异常时有发生,特点是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,值的引起足够重视,本文重点分析其产生的原因,及其预防裂缝产生的措施。
2、泵送砼的特点
（1）泵送砼的骨料最大粒径除了满足结构的最小尺寸及钢筋最小净距的要求外,对碎石的最大粒径还不宜超过输送管道直径的1/3,对卵石不宜超过输送管道直径的1/2.5,同时应符合砼制造厂的规定。
（2）为保证砼的流动性、粘聚性和保水性，以便于运输、泵送和浇筑，泵送砼的砂率要比普通流动性砼偏大6-9个百分点，用砂量多，通过0.315mm筛孔的砂应不小于15%，砂率控制在40%-50%。
（3）砼拌和物的坍落度较大，常为80-180mm。
（4）泵送砼的单位水泥用量一般较大，C20-C60泵送砼水泥用量一般为350Kg/m3-550 Kg/m3，规范规定泵送砼的最小水泥用量控制在280Kg/m3-300Kg/m3。
泵送砼的水灰比小于0.4时，砼的泵送阻力急剧增大，大于0.6时，砼则易泌水、分层、离析，也影响泵送。
泵送砼常掺用适量的外加剂或混合材料以改善砼性能，节约水泥和降低造价，常用的掺加剂有粉煤灰、矿渣、沸石粉和泵送剂（多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等）等。
泵送砼的拌制一般在搅拌楼（站）进行，原材料计量准确，搅拌均匀。
多数拌和楼未设细掺和料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仓，采用人工或容积法，使掺和料的计量与分散存在问题，影响砼的均匀性。
入泵前由于拌和原因造成砼过干、过稀，或运输时间过长、停留时间过长易造成砼不均匀。
（10）大体积砼施工，当技术措施不当或不完善时，易产生温度裂缝。砼浇筑后防风、防晒、养护不足时，易产生干缩裂缝。
3、砼裂缝种类
砼是由粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。砼混合料在不同温、湿度条件下凝结硬化，并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩性大，集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间是相互粘结相互约束，由于变形不同产生微裂缝。
（1）由外荷载（静、动荷载）直接应力引起的裂缝。
（2）由变形引起的裂縫：包括结构因温湿度变化、收缩、膨胀，不均匀沉陷等原因引起的裂缝。一般砼工程结构由于变形（温湿度、收缩与膨胀不均匀沉降）引起的裂缝约占多数，由荷载引起的裂缝约占少部分。
4、砼产生裂缝的原因和特征
4.1温度裂缝
水泥在水化过程中产生大量的热量，从而使砼内部温度升高。如果没有降温措施或浇筑温度过高，砼内部温度将高达50-70°C。砼的内部与表面的散热条件不同，从而砼外冷内热，由于热胀冷缩的原理造成砼出现开裂。这种裂缝出现在砼浇筑后3-5天左右，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而扩大。
水泥水化过程产生的热量多少与水泥的品种及单位水泥用量有关。砼内外温差的大小与砼的结构尺寸有关，结构尺寸越大，造成内外温差也越大，因而引起裂缝的可能性也越大。
4.2沉陷收缩裂缝
砼流动性不足或砼本身不均匀，在终凝前没有沉实，当砼继续沉陷又受到钢筋、模板限制，从而出现裂缝，或由于模板移动、基础沉陷引起砼开裂。这种裂缝出现在砼浇筑后1-2小时内。在泵送砼现浇的各种钢筋砼结构中，经常出现这种裂缝，常发生在板结构的钢筋部位和结构变截面处。
4.3干缩裂缝
砼在硬化过程中表面水分被蒸发，砼表面干燥收缩产生收缩裂缝。由于砼的骨料干燥收缩很小，裂缝主要是由于水泥石干燥收缩引起的，水灰比越大干缩裂缝越大。砼的水份蒸发干燥是一个由表及里非常缓慢的过程，因此干缩裂缝的产生也是一个长期的过程。干缩裂缝一般发生在砼表层，且裂缝细微，有时呈平行线状或网状。
5、裂缝的防治措施
针对以上砼裂缝产生的各种原因，及泵送砼自身的特点，在施工中应注意在大体积砼结构水泥品种的选择上应首选中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥以减少温差，在掺加泵送剂或粉煤灰时也可选用矿渣硅酸盐水泥。
由试验研究和工程实践表明，每立方米砼中的水泥用量增减10Kg，其水化热将使砼的温度相应升高或降低1°C，因此在进行砼配合比设计时在满足强度及泵送砼自身的特定的要求的情况下，水泥应尽量控制在300Kg/m3以下。
根据砼的结构最小尺寸及输送管道的内径，尽可能选择较大粒径及天然连续级配的粗集料，使砼具有更好的可泵性。减少水泥、水的用量，降低砼的泌水、收缩及水化热。在泵送砼的含砂率的选择上也应合理，过大的含砂率不仅会影响砼的强度，而且会增大收缩和裂缝。过小的含砂率又会影响砼的可泵性，可通过理论公式和工程实践经验来确定最合理的含砂率。
选择合适的掺加料和掺加剂：国内外的大量的研究表明，在砼内掺加一定量的粉煤灰，不仅能替代部分水泥，还可以起到润滑作用，可改善砼拌和物的流动性，从而改善砼的可泵性，掺加了粉煤灰后还可以降低水泥的水化热，掺量宜控制在10%-15%以内。在泵送砼掺加高效减水剂、缓凝剂，可以改善砼的流动性，由于降低了单位用水量，还可以降低砼的水化热，减少温度裂缝。
改进泵送砼的施工工艺；在砼浇筑过程中，倒料速度不宜过快，防止砼堆积或振捣不不充分，采用二次振捣的方法，使砼充分密实，减少砼内部的裂缝和气体，提高砼的抗裂性。
砼结构的沉陷裂缝、干缩裂缝多数是由于砼单位用水量过大、砼过稀坍落度过大引起的，尤其砼的干燥收缩受用水量影响最大，在相同的水泥用量的情况下，砼的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增加，因此严格控制泵送砼的单位用水量是减少裂缝的根本措施。
砼的养护也是保证砼的质量、减少裂缝的一个重要和关键的工序。砼的养护主要保持适当的温度、湿度条件，减少砼表面的热扩散，减少砼内外部的温差，防止砼表面干燥收缩产生裂缝。
6、结束语
综上所述，泵送砼由于其自身水泥用量多，强度高、单位用水量大、流动性大、砂率高和掺化学外加剂等特点，使砼易产生裂缝，对此必须引起足够的重视。为此要求选择较低的坍落度，在满足流动性和可泵性的条件下，降低单位用水量，在满足强度的条件下，尽可能地降低水泥用量。同时应选择对砼干燥收缩影响较小的泵送剂。在施工中采用二次振捣，加强抹面和保湿养护等手段减少和预防砼裂缝的产生。