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如何解決商品混凝土梁板早期裂縫

商品混凝土的應用，油漆測厚儀促進了現代混凝土的發展。目前國內可提供從C10至C80各等級強度的混凝土。由于商品混凝土是一種半成型的原材料在使用過程中施工單位習慣于傳統的施工方法和養護經驗以及現行混凝土標準規范的滯后混凝土早期開裂問題一直困擾著建設單位、施工單位和混凝土生產單位。  

混凝土產生裂縫必然引發混凝土的耐久性問題近幾年我國有些混凝土專家、學者提出“千年混凝土”這一新概念這是高性能混凝土的具體指標之一而解決的根本辦法就是提高混凝土的耐久性。  

商品混凝土早期開裂的原因是多方面的。與普通現場攪拌混凝土相比商品混凝土早期開裂較多且發展很快。這與現代商品混凝土的發展相左。為此我們根據商品混凝土的特性去探索商品混凝土早期開裂的成因從而更好、有效地控制混凝土的早期開裂和提高混凝土的耐久性減少鋼筋混凝土結構維修對國家基礎建設的可持續發展有著重大影響。  

商品混凝土產生早期裂縫的原因  

(1)商品混凝土從攪拌到工作基本分為四個階段我們從三個階段去分析早期裂縫的原因(特殊混凝土如大體積混凝土、超長薄壁混凝土、高強混凝土由于其特殊性施工單位比較重視。而且文章論述較多我們在此只淺談梁板方面的早期裂縫)。混凝土強度發展如圖1所示。  

Ⅰ為施工階段即混凝土從流態到初凝時間。  

Ⅱ混凝土從初凝到終凝時間。  

Ⅲ混凝土從終凝到28天齡期。  

Ⅳ混凝土工作期或壽命期。  

在Ⅰ階段商品混凝土從攪拌到施工澆注、振搗、收光至初凝。根據施工的具體要求大約持續8～10小時左右為了保證混凝土的可施工性商品混凝土均摻有不同型號高效緩凝泵送劑以方便現代混凝土的施工而早期混凝土裂縫均在Ⅰ、Ⅱ階段產生。第Ⅰ階段產生的裂縫為塑性裂縫包括自然沉降收縮和失水收縮以及減水劑失效后水泥顆粒沉降產生的收縮，分體式測振儀當這些收縮產生的變形(ε1+ε2+ε3)大于混凝土的塑性變形ε時混凝土就會產生不規則的裂縫。  

自然沉降收縮和失水收縮在普通現場攪拌的混凝土中是比較普遍的施工單位也比較重視。但商品混凝土從澆注至終凝時間均在6～8小時對梁板而言如不采取正確的施工方法和有效保濕措施在此時間內每平方米失水可達3kg左右。高效緩凝泵送劑在現代商品混凝土中的作用是不可缺少的減水劑對水泥具有強烈的分散作用它借助極性的吸附作用大大降低了水泥顆粒間的吸引力在電性斥力的作用下膠凝材料—水體系處于相對穩定的懸浮狀態從而達到減水提高工作性的目的。隨著時間的推移吸附在水泥顆粒表面的減水劑電位減弱至消失水泥漿體相對穩定的懸浮狀態破壞產生沉降和絮凝。在實際過程中表現為滯后泌水即在澆注振搗后1～2小時產生混凝土泌水現象。如圖所示。減水劑失效后水泥顆粒沉降產生的收縮往往被施工單位忽視對此我們必須加以重新認識并在生產和施工過程中加以重視。  

高效緩凝減水劑(泵送劑)這種特性表現為混凝土澆注后坍落度損失混凝土從施工時坍落度16～18cm減至5～7cm由于水泥顆粒的再絮凝水泥漿體局部浮力變小使砂石骨料再次產生沉降收縮，一體式振動分析儀我們可將這種收縮稱為減水劑極性消失收縮。  

(2)混凝土Ⅱ階段產生的收縮與普通現場攪拌基本相同主要為失水收縮、混凝土的自收縮和化學收縮。失水收縮大小與現場氣候條件及養護方法有關。自收縮是水泥水化過程中混凝土內部相對濕度降低產生的收縮。化學收縮是膠凝材料與水發生化學反應時產生水化物的體積小于前二者之和。由于商品混凝土均摻加高效緩凝減水劑在減水劑的分散作用下水泥顆粒與水接觸充分。參與水化的膠凝材料相對普通現場攪拌的混凝土要多的多混凝土的自收縮和化學收縮發展快。所以商品混凝土早期收縮率比普通混凝土大。  

(3)混凝土Ⅲ、Ⅳ階段產生的收縮主要有自收縮、碳化收縮、徐變收縮等在此不再闡述。  

混凝土早期裂縫的控制  

根據混凝土發展的四個階段的收縮特性商品混凝土的有害裂縫絕大多數在混凝土的終凝階段產生初凝前后的裂縫主要有沉降收縮、失水收縮及減水劑失效后產生的收縮共同作用產生的裂縫這種裂縫是可控的或者說是可避免和消除的。如果施工方法及養護不到位這種裂縫在終凝后發展為有害裂縫從而影響混凝土結構的使用功能及耐久性。  

減少混凝土早期開裂關鍵在于控制混凝土初凝前產生的裂縫或缺陷。混凝土早期開裂的主要原因為ε<ε1+ε2+ε3。隨著時間的推移混凝土的塑性變形減小通過施加外力增大混凝土的塑性變形使混凝土在初凝前維持變形平衡(ε=ε1+ε2+ε3)通過許多工程試驗采用二次振搗、二次收光、覆膜養護等措施均可達到維持這種變形平衡的效果。但在推廣這些方法的過程中有些施工單位認為環節太多往往不愿接受。  

為此我們根據商品混凝土具有緩凝、滯后泌水、早期坍落度大的特點提出滯后(延時)振搗施工方法即在混凝土梁板施工時梁結構部位隨澆注隨振搗使梁部位混凝土密實即可。而板面部位的混凝土澆注時不急于振搗人工找平即可。根據當時的天氣狀況混凝土出現泌水坍落度降至50～70mm左右時間大約在2.5～3.5小時開始用平板振動器振搗混凝土然后進行抹壓收光。混凝土達到終凝后開始灑水保濕養護。滯后振搗施工方法可有效減少泌水、沉降、塑性裂縫。同時滯后振搗也減少了大坍落度混凝土振搗后產生的浮漿使混凝土均勻性得到保證混凝土完美濕養護可減少失水收縮、混凝土自收縮和化學收縮從而提高混凝土的抗裂性能及耐久性。滯后振搗施工方法在幾個工程推廣過程中施工單位及混凝土施工班組易于接受方便實用。采用滯后振搗及保濕養護施工方法可以做到板面無裂縫或宏觀無有害裂縫。目前已在我中心提供的商品混凝土施工單位推廣。  

混凝土裂縫問題是工程界關注的混凝土通病之一也最難解決通過有效的方法進行施工養護不但可以控制混凝土裂縫提高混凝土的耐久性而且節省了大量的裂縫修補和防漏費用。  

(1)混凝土早期收縮是混凝土的固有特性商品混凝土的收縮率達到6～10×10-4較普通混凝土4～6×10-4大得多。  

(2)混凝土施工過程的控制是混凝土質量保證的關鍵。應根據商品混凝土的特點建立規范化的施工工藝方法。商品混凝土生產單位應嚴格控制原材料質量水泥入倉溫度過高、沉放時間短應引起注意。  

(3)板面滯后振搗對減少混凝土早期收縮是一種有效的控制裂縫的施工方法。  

(4)混凝土的保濕養護必須提前進行現行規范已不適應現代混凝土養護有些裂縫的產生與養護方法不當有直接關系。  

(5)通過質監、施工、監理、攪拌站多方努力采取科學方法混凝土的早期裂縫是可以控制的絕大多數裂縫是可以避免的。