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随着预拌混凝土的发展，在实际工程应用中也存在不少技术上有争议的问题，裂缝就是其中之一。裂缝是混凝土最常见的质量缺陷，但使用单位却认为预拌混凝土出现裂缝的机率比现场搅拌混凝土的要大，并由此断定产生裂缝是由于预拌混凝土有质量问题。 众所周知，预拌混凝土厂的工艺设备较先进，有专业的技术管理人员，因此所生产的混凝土质量是稳定的。而混凝土的早期裂缝是由于其在凝结硬化过程中产生的收缩变形引起的。“收缩”是混凝土暴露在相对湿度小于100%的环境中产生干燥收缩的简称。由于环境条件的不同，混凝土会产生各种类型的收缩变形，归纳起来可分为五大类如下： 1、塑性收缩 混凝土浇筑成型后，由于重力作用，粗骨料与水泥颗粒比重大，易产生沉降；水分比重小，易上浮至混凝土上表面产生泌水。其中，水泥浆若浮至混凝土表面会产生外分层；水泥浆若浮至粗骨料下方则会产生内分层。所以，混凝土若产生泌水，造成塑性收缩则是一种不可逆的变形。混凝土水平结构表面暴露部分，如混凝土地面表面、钢筋混凝土楼板的表面等，其塑性收缩产生的外观体积变化可达2.0%。 2、干燥收缩 当混凝土所处环境的相对湿度小于100%，混凝土表面水分便蒸发出来，产生干燥收缩。混凝土干燥收缩开裂，主要是由于混凝土中毛细管随着水分的散失而逐步变形，产生很大的毛细管压力，使混凝土内部产生拉应力，当这个应力超过混凝土材料的抗拉强度时，就会产生体积收缩而开裂，这就是通常所说的“干燥收缩裂缝”。对于钢筋混凝土结构的墙、板，这类裂缝一般发生在混凝土浇筑后的三个月以内。 3、自收缩 又称化学收缩，是由于水泥水化产物的体积小于原来水泥和水的体积和。经专家计算，自收缩引起的体积减少约在8%左右。当水灰比大于0.5时，混凝土自收缩与干燥收缩相比，可忽略不计；但当水灰比小于0.35时，特别是高性能混凝土，因其体内相对湿度很快降低到80%以下，其自收缩值相当可观。当它与温度收缩叠加在一起时，危害更大，成为高强、高性能混凝土开裂的重要原因。 4、热收缩 水泥在水化过程中产生大量的热量，使混凝土构件中心温度升高并在一定龄期时出现温峰，之后温度才开始下降，产生温度梯度，形成热收缩。当温度下降过快，使热收缩过大时就会形成混凝土开裂，且裂缝多为贯穿性。 5、碳化收缩 在前面第三讲(一～㈠～1～③)已介绍，且对混凝土强度有增强，产生的裂缝也多为表面的。但由于其可能产生对钢筋的危害，所以应尽量减少混凝土在空气中暴露的时间。 由上可知，混凝土产生裂缝的自身原因是“收缩”。但当前预拌混凝土的收缩值总比原生产工艺的现场拌制混凝土要大，这是水泥和混凝土技术发展带来的新问题，其原因主要是人们的观念未随科学技术的发展而进步。所以，要解决这个问题并不是要回到旧工艺的老路上去。正如吴中伟、廉惠珍在《水泥基复合材料学研究中的辨证思维》一文中所说“一切材料的用途都不是万能的，都有其合适的应用场合和范围，有利于某种场合的材料，对另外的场合也可能有害。一般来说总是要扬长避短，因时、因地、因事制宜。”预拌混凝土在我国是二十世纪中后期才开始使用与发展的，宁夏则从1999年末才开始推行。我们要适应这个新技术、新工艺，就应改变以下几个旧的观念： 【1】认为高早强的水泥是质量好的水泥：为加速施工进度，建设单位和施工单位欢迎早强水泥。水泥生产厂家为适应这个要求，采用新法生产高C3S、高比表面积的超早强水泥。目前，我国新的水泥标准规定的三天强度已比旧标准有所提高，而现在市场上有不少水泥却超过新标准很多。如前所述，过高的早强容易产生早期裂纹。 同时，高早强容易引起后期的的性能劣化。因为早期快速水化，在水泥颗粒表面生成较坚硬的水化物膜阻碍后期水化的进行，后期水化在受约束条件下进行，易产生内应力而产生内部结构微裂纹。早强型(R型)水泥是水泥品种之一，适用于某些紧急工程，它不是一种到处都适用的优质水泥。 【2】认为强度越高、水泥用量越多的混凝土质量好：目前，一些建设单位和施工单位，为使28天强度达到百分之百的保证率，更有的为达到3天的高强度，配制混凝土时预留的富裕强度提高；又因高流动性的需要，水泥用量也大幅度增加。 实际上这不仅是个经济问题，同时带来了混凝土的质量问题。这是由于高水泥用量在早期和后期易产生裂纹，而裂纹对混凝土的耐久性是致命伤。国内外经验表明，水泥用量在350kg/m3内的C40级混凝土一般不易开裂，是优质混凝土。但水泥用量在400～500kg/m3时，有开裂的危险。 【3】认为在混凝土内加膨胀剂是防止裂缝的灵丹妙药：无可否认，掺膨胀剂是混凝土补偿收缩的有效措施。但膨胀剂补偿收缩是有条件的，主要是因为膨胀剂必须与大量的水发生化学反应才能发挥其膨胀性能。我国《混凝土膨胀剂》行业标准规定的膨胀率是指砂浆泡在水中养护的膨胀率。 但工程上用膨胀剂的是混凝土而不是砂浆，且混凝土中的骨料不会膨胀，所以膨胀剂对混凝土与砂浆的效果是不一样的。同时，用于工程上的大部分混凝土构件是不可能长期泡在水中的，在缺乏足够水分的环境下，膨胀剂就很难发挥作用。相反，在混凝土硬化后期还可能会因其产生延迟钙矾石而发生膨胀开裂。 由以上可以看出，预防混凝土早期裂缝的方法就是预防或减少其收缩。裂缝以对混凝土的危害程度，又可分为无害与有害两种，一般都是用裂缝的宽度来区分。但实际上，宽度相同的裂缝对混凝土结构的危害也不一定相同。如在室外受日晒雨淋的结构，裂缝宽度超过0.3mm就会对内部钢筋有危害；而在室内，即使裂缝宽度达到0.5mm，对混凝土结构也影响不大。 所以，在区分混凝土有害裂缝与无害裂缝时，还要视具体情况而定。我国对钢筋混凝土结构最大裂缝宽度允许值规定如下：屋架、托架的受拉构件、烟囱、用以贮存松散物体的筒仓及处于液体压力下而无专门保护措施的构件为0.2mm；处于正常条件下的构件为0.3mm。目前，由于水泥、掺合料和外加剂的品种不同，有些裂缝在混凝土硬化过程中可能会自愈(后期水化物填塞)。 对有害裂缝建议用以下方法预防和处理： 1、原材料控制 (1) 水泥：采用非早强型水泥或低热水泥。 (2) 砂：采用细度模数2.8～3.0的中砂，严格控制含泥量在2%内。 (3) 石子：最好采用级配良好的、压碎指标值在8%以内的0.5 ～3.0cm级配石子，含泥量控制在1%以下。 2、配合比控制： (1) 在满足泵送的情况下，尽量降低砂率。 (2) 在满足28天强度的情况下，尽量减少水泥用量。 (3) 严格控制水灰比，在满足最小用水量的情况下，尽量少用水，更不允许搅拌站以外的二次加水。 (4) 在满足28天强度的情况下，尽量加大磨细粉煤灰或矿渣、沸石粉等的掺量，有利于控制混凝土早期裂缝。 (5) 在高温季节，应尽量降低混凝土出机温度并采取缓凝措施。 3、施工现场： (1) 布料：混凝土布料应分层并均匀，防止集中堆料造成粗骨料沉积一处或过振。 (2) 振捣：混凝土振捣时振动棒移动间距应与其振幅相适应，每点振捣时间一般以10～20秒为宜。振捣时间过长会造成粗骨料下沉，表面砂浆层过厚，易产生构件表面晚期裂缝。混凝土浇筑后1～2小时或初凝前，应进行二次复振，这样有利于混凝土强度提高和避免早期裂缝。 (3) 表面抹压：在混凝土初凝后用手按其坑深在5mm以下时，应用木抹子拍打、抹平（或搓毛）两遍，有利于愈合表面早期裂缝。 (4) 养护：混凝土成型后，适时提供良好的温、湿度环境，防止混凝土因表面与内部温湿度、硬化程度差异而造成裂缝。最好用湿水的棉毯、草帘等覆盖后在用塑料薄膜盖严。保持混凝土表面温湿度基本与内部相差不多的环境至少在七天以上。 (5) 幼龄混凝土保护：目前各工程都是在快节奏、短工期的情况下施工，有的建设单位甚至要求三至五天一层楼。使施工单位往往在楼板刚施工完几小时就将钢筋、模板、脚手架器材、墙体材料等过早堆放在上面。使楼板过早承载荷载，极易造成楼板下部裂缝而形成隐患。因此，对楼板应最少保持空载七天以上。 (6) 拆模：现浇混凝土梁、板、墙与薄壳结构，过早拆除其模板与支撑，也容易造成其裂纹。 4、设计单位： 要合理选择结构形式，降低结构约束程度。对水平结构的梁、板、墙等应尽量采用中等强度等级的混凝土。加强构造配筋，如板顶部的受压区采取连续配筋；板的阴、阳角配置辐射筋；增加梁的箍筋间距等。 5、裂纹处理： 这里是指混凝土硬化后仍存在的有害裂缝。 (1) 浅裂缝：设计要求不抹灰的钢筋混凝土表面浅裂缝若经两个月或在使用前仍未自愈，为保证钢筋不锈蚀，可用水泥加10%的膨胀剂再加水搅拌成水泥浆搓抹裂缝处以封堵。 (2) 深裂缝与透水裂缝：设计要求不抹灰混凝土和不作防水处理的混凝土水工构筑物表面深裂缝与透水裂缝，可根据不同情况采用相应的方法处理，如： ① 宽度在0.2～0.4mm的非穿透性裂缝，水压试验时，可见混凝土裂缝的对面有渗水现象或缓慢滴水。可采用注入有膨胀性能水泥浆或用增厚型环氧涂料双面涂膜的方法。 ② 对于裂缝较深或穿透性的裂缝，水压试验对面有线型漏水时，可采用化学灌浆法： a.在漏水处凿出“V”型槽，沿长度方向每40～60cm，用掺入速凝剂的水泥净浆埋设“灌浆嘴”（专门加工用具）一个； b.用钢丝刷清理、清水冲洗混凝土基层； c.在混凝土基层表面无浮水时，喷涂5mm厚、用水溶性聚氨脂或低粘度环氧树脂配制的“聚合物水泥砂浆”； d.对“聚合物水泥砂浆”养护五天后，再用灌浆机将水溶性聚氨脂浆液进行化学灌浆，灌浆压力以0.3MPa为宜。 ③ 若出现喷、涌水的情况，可采用快速堵漏剂由专业人员进行。 |
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