泵送混凝土收缩裂缝的控制
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摘要：本文分析了使用泵送混凝土初始阶段收缩裂缝多发的主要原因，指出控制收缩裂缝，应从配合比、布筋、施工工艺、湿养护质量、后期保护等多方面综合考虑。
前言
南方一些中小城市，混凝土搅拌站日渐增多。预拌混凝土的使用对保证混凝土质量和建筑质量，提高工效和缩短工期，促进文明施工和建筑水平的提高，减轻施工污染和保护生态环境，都起了积极的推动作用。
泵送混凝土使用初期，收缩裂缝发生率高，并且比较集中。据了解，不少地方情况类似。这一现象，引起人们的普遍关注。
为满足泵送要求，泵送混凝土水泥用量、砂浆量比普通混凝土高，因而其收缩比普通混凝土大。习惯于普通混凝土施工的人们，一开始并未适应泵送混凝土的这些特性，不少硬化混凝土楼面产生收缩裂缝，影响了用户的使用心理，由此引发的裂缝纠纷时有发生。及时使这些裂缝得到控制，对于提高人们泵送混凝土的认识，增强对预拌混凝土的信心，加速散装水泥的进一步推广，有重要意义。
我们对泵送混凝土收缩裂缝产生的原因，作了比较细致的调查分析，提出控制措施。以一年多的工程实践，收缩裂缝得到有效控制，硬化混凝土质量明显提高，取得了良好的效果。
1、泵送混凝土使用初期，楼板收缩裂缝多发的特点：
1.1混凝土浇筑时，高温季节和干燥气候环境，裂缝出现较多；多雨潮湿天气，裂缝较少。
1.2只作一次抹平工艺，裂缝出现较多；实施二次抹压工艺，裂缝较少。
1.3混凝土浇筑后无人在现场保养，裂缝出现较多；有专人在现场保养，裂缝较少。
1.4混凝土凝结前后开裂，裂缝数量较多；硬化以后开裂，数量较少。
1.5混凝土凝结前出现塑性收缩裂缝，多呈网状结构，没有一定规律。高温季节，混凝土失水快，如果不及时将裂缝抹合保温，裂缝将发展很快，极易贯通。贯通时裂缝宽度可达2-3mm。
1.6混凝土硬化前后开裂，大约先从板面中间或负筋末端处开裂，然后向两端延伸，形成主裂缝，继续收缩时，主裂缝扩展，横向或纵向贯通两梁间板面。此时，主裂缝亦多为上下面贯通。
1.7有些墙角或阳台角出现45°弧形裂缝。
1.8有些套间的客厅和主房间的板面没有开裂，而在较小隔间，如厨房、厕所的板面中间出现单一横断裂缝，这种裂缝多发生在硬化后期。
1.9收缩裂缝起于表面，由表及里扩展。上下贯通时，上下面的裂缝宽度基本一致。这是收缩裂缝区别于结构裂缝的基本特点。
1.10主裂缝宽度最大的一段，往往是初始裂缝和发源地。
2、泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发原因分析。
混凝土收缩开裂的原因很多，单方混凝土用水量高，水泥砂浆量大，砂石含泥量多，环境温度度、空气干燥致使用混凝土失水快，昼夜温差大，混凝土施工工艺不良，保温不及时，润湿时间短，布筋不合理，等等，都可能是导致混凝土收缩开裂的原因。
根据工程实际中收缩裂缝相对集中的客观事实，认为理论上影响收缩开裂的诸多因素中， 有观点认为，坍落度大是收缩裂缝多发的主要原因。
在材料相同、混凝土强度等级相同的情况下，坍落度越大，单方混凝土的水用量和水泥用量必定越大，因而其收缩也越大；配合比相同时，坍落度大，则用水量和水灰比都增大，收缩也会增加。因此，理论分析认为，收缩会随坍落度的增加而增加。
表1.使用泵送混凝土第一年，浇筑的部分楼板收缩开裂情况调查表
坍落度16cm楼板10块 坍落度20cm楼板8块 一次抹平工艺楼板5块 二次抹压保湿工艺楼板5块
裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂 裂 未裂
4 6 3 5 4 1 0 5
但是，工程实际中，却存在与上述理论相悖的现象：①某楼板约370m²,开始浇筑的约90 m²坍落度为21cm，其余为16 cm，该楼板开裂不在坍落度大的部分，而在坍落度小的部分；②调查结果显示，坍落度在15-20 cm范围内（我市楼面梁板用泵送混凝土坍落度一般在这个范围），没有看出坍落度大对收缩开裂的明显影响（表1）；③有些施工队要求较低的坍落度，原因是担心坍落度大引发收缩裂缝，但收缩开裂仍然不断；某施工队一直要求20-22cm的大坍落度，但该工程队竣工的几幢楼房，始终没有发现一条可见的收缩裂缝。
上述现象并不能说明“坍落度大，收缩也大”的说法不正确。混凝土是否开裂，不是坍落度大小单因素决定，而是收缩与反收缩多因素综合作用的结果。但是，透过上述现象，可以看出，坍落度大小，不是泵送混凝土使用初期收缩裂缝多发的主要原因。那么，是什么因素导致泵送混凝土使用初期较高的收缩裂缝发生率呢？
收缩裂缝发生的差异性引起了我们的注意；有些楼房裂得较多，几乎每层楼板都裂；有些楼房较少，开裂层数少，裂缝数量也少；有些则没有。这此楼房建在同一年，季节也差不多，有时同一天同一配合比不同楼房（不同施工队）的两块楼板，一块裂，一块不裂。
又调查了混凝土浇筑日期基本相同的10块楼板，其配合比相同，坍落度相同，气候环境条件都基本相同。其中4块因收缩开裂，6块不裂（表1）。
这10块板中，5块采用一次抹平工艺，另5块采用二次抹压工艺。一次抹平工艺，即混凝土浇筑、振动密实后，立即用长木抹子刮平抹光，浇筑工作便完成。待混凝土表面干硬后（一般是第二天）再淋水保养。以前现场搅拌的普通混凝土施工，多用这种方法。
二次抹压工艺，即在一次抹平基础上，待混凝土变稠，以脚踩脚印深大约3-5mm时，用铁碾子在混凝土表现反复来回碾压，再用铁抹子收面。二次抹压后立即对混凝土充分保湿。值得注意的是，这10块楼板中，采用二次抹压工艺的5块，没有一块发现收缩裂缝；而采用一次抹平工艺的5块中，有4块开裂，未发现裂缝的那一块，浇筑前后几天都正值雨季，雨水频繁，空气湿度很大。
根据这一现象，综合上面分析，可以推断，推广使用泵送混凝土初期，之所以出现较多的收缩裂缝，是因为人们对泵送混凝土特性尚缺乏充分认识，施工工艺和养护质量都未能跟上的缘故。
在高温、干燥或大风的季节，混凝土表面失水很快，失水速度大于混凝土内部自由水向上迁移的速度，从而使已浇筑的混凝土形成由表及里的湿度梯度。温度越高，失水速度越快，混凝土的湿度梯度越大，表面的收缩应力也越大。这时混凝土尚未凝结或处在硬化初期，没有强度或初始强度很低，不足以抵抗收缩产生的应力，混凝土表面因此开裂。
在一般的气候条件下，混凝土表面失水虽然较慢，但如果长时间暴露在大气中，得不到必要的水份补充（湿养护不够），混凝土表面也会因为失水过多，收缩应力过大而开裂。不过，这时裂缝条数可能较少，裂缝较细，肉眼甚至不易发现。尽管如此，裂缝也有上下面贯通的可能，只有在板面注水检查时，才被发现。
3、控制收缩裂缝的措施
3.1混凝土配合比设计，在保证泵送施工性能的前提下，尽量减少单方混凝土的用水量，减少水泥用量。混凝土用砂，采用细度模数2.5-2.9的中砂，只要泵送顺畅，砂率低些为好，对低强度等级的混凝土（≤C30），石子粒径可适当大些，要示级配良好，建议用5-40mm连续粒级。
3.2结构设计，布筋应充分考虑混凝土抗裂的要求。在变截面等比较容易开裂的部位，应适当增加构造钢筋；在屋面层，最好布置双层钢筋网，以提高抵抗反复温差变形的能力； 厨房、厕所等薄板小隔间，尽量采用小直径钢筋，增加布筋密度，以提高钢筋对混凝土收缩的抑制作用，提高其抗裂性。
3.3混凝土浇筑后，一定要适应振动密实，不得漏振，也不宜过振。漏振的混凝土不密实，抗干裂能力差；过振的混凝土，由于离析，石子下沉，浆体集中于表面，也容易产生干缩裂缝。
对楼板用泵送混凝土，最好采用二次振动工艺。混凝土浇筑时，用振动棒振实梁内混凝土，约过1-3h（视气候条件而定），待混凝土变稠（未初凝）后，再用平板振动器将楼面混凝土振实。二次振动的好处是避免坍落度大使平板振动器下沉，其次将两次振动的时间间隔内产生的裂缝愈合。
3.4要把握好二次抹压的适当时机。因此，混凝土浇筑完毕后一定留人在现场。要在裂缝不深，混凝土尚有较好塑性时抹压。二次抹压一定要使裂缝起到全部愈合的作用。有些施工队对此认识不足或现场无人观察，失去抹压的适当时机。由于裂缝较深，混凝土已开始变硬，抹压仅使裂缝表面闭合；有些不得已加水打抹，抹起的水泥浆将裂缝封闭，表面上看效果不错，实际上只起掩耳盗铃作用，混凝土内部裂缝必然重新开裂。
3.5湿养护一定要及时，湿养护开始的时间越早越好，不管采用何种湿养护方式，必须能“使混凝土经常处于湿润状态”为宜。
有些工地在混凝土浇筑后每天只淋3-5次水，是满足不了早期混凝土防裂要求的。在高温、干燥和大风的气候条件下，每淋一次水，混凝土保温时间大约只有半小时。因此，全天24h中，混凝土大部分时间都处于表面干燥状态，开裂是难免的。
3.6要重视混凝土的后期保护。湿养护结束以后，要及早采取措施，避免混凝土直接暴晒，尤其是屋面层。受暴晒的混凝土，由于昼夜温差的反复作用，容易引发收缩裂缝。
在混凝土配合比和布筋比较合理的前提下，控制收缩裂缝的关键是施工工艺和保养质量两方面。
4、结论
4.1 施工工艺不良和湿养护不周是泵送混凝土使用初期，楼板收缩裂缝多发的主要原因。实施二次抹压工艺和加强湿养护，使混凝土在湿养护期间经常处于湿润状态，收缩裂缝基本得到控制。
4.2为有效控制泵送混凝土因收缩引起的裂缝，应从减少配合比用水量，合理布筋，加强施工处理，保证湿养护质量和重视后期保护等多方面综合考虑。
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