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预拌混凝土早期裂缝施工现场的控制

发布时间:2022-05-19    字号:【

   预拌混凝土系指由水泥、粗细骨料、水及外加剂和掺合料等组分按一定的比例,在集中搅拌站(楼)经计量、拌制后用运输车,泵车在规定的时间、地点出售的拌合物。自70年代末使用以来,以其快速高效、质量稳定、供应量大和节约能源等特点得到快速发展和广泛应用,但由于预拌混凝土的高收缩性引起的混凝土裂缝问题一直困扰着每位工程技术人员,随着对预拌混凝土性能研究的进一步深入,形成了如:混凝土裂缝是绝对的,无裂缝是相对的;混凝土带缝工作等相关理论,同时对混凝土裂缝的产生机理进行了分析,普遍认为与建筑物(构筑物)的设计、混凝土配合比设计、原材料的质量、施工工艺及环境等因素有关。

  笔者认为:随着预拌混凝土的广泛使用,工程设计专家、材料专家对裂缝问题给予了高度关注,对构件的配筋量、配筋的位置、荷载的不均匀以及裂缝值的计算等进行了反复验算,对设计范畴内的裂缝机率大幅度降低;混凝土公司作为专门生产、经营混凝土的单位,依靠着大量的科技支持和反复试验,对混凝土的配合比进行裂缝控制的优化设计,并加大原材料质量验收的力度,也降低了混凝土裂缝的机率。综上所述,产生混凝土早期裂缝的概率随着该行业的发展与工程设计、原材料质量和配合比设计的优化而减小,但混凝土早期裂缝的问题并没有随着时间的推移而消失,主要原因是因为施工现场的质量控制存在薄弱环节,施工工艺没有针对混凝土自身特点和施工环境而制定的施工方案,从而产生了混凝土早期裂缝。 

  1预拌混凝土质量的形成过程及早期混凝土裂缝 

  预拌混凝土从原材料准备、配合比设计、拌制、运输和浇筑工艺的选择、混凝土成型后的初凝、终凝到养护至28d(有的构件或大体积混凝土的检验龄期为60d90d)形成预拌混凝土的早期质量,从28d(部分60d90d)起到混凝土使用、维护过程直至拆除、报废形成混凝土的后期质量。在早期质量形成的过程中产生的裂缝为早期混凝土裂缝。混凝土早期裂缝的机率在85%以上,由于工程设计中地质资料的失准产生不均匀沉降而引起的裂缝、配筋设计产生的裂缝(含构造筋设计不合理)、超载使用(荷载变化)和维护不恰当(碳化、氯盐腐蚀等)等产生的后期裂缝机率在15%以下。所以,对早期裂缝的控制作用显得尤为重要。但从裂缝的危害程度来比较,后期裂缝远大于早期裂缝。 

  2早期混凝土裂缝的类型 

  混凝土早期裂缝一般发生在浇筑后7天内,绝大部分发生在终凝后,竖向墙板一般发生在14d内,这时大多数建筑物(构筑物)还没有承受荷载,裂缝主要是由于混凝土在凝结和硬化过程中产生的收缩变形引起的,其中收缩分为七大类,分别是:塑性收缩、干燥收缩、自收缩、热收缩、碳化收缩和模板支撑系统变形、提前施加施工荷载,前四类收缩对预拌混凝土早期裂缝影响较大。笔者总结混凝土早期裂缝的表象,大致分为以下六种: 

  1)大面积水平结构或构件产生的裂缝。一般发生在初凝前后,多发生在楼板的上表面(大部分裂缝贯穿);楼板下表面顺钢筋裂缝(一般不贯穿);梁板交界处、厚度突变处;此类裂缝春秋两季发生的概率较高。 

  2)大体积混凝土温度裂缝。 

  3)地下结构外墙裂缝。裂缝的规律性较强,一般在墙长度方向等间距分布的垂缝,在拆模前已经形成。直裂缝,缝宽度呈线锥状(中间宽、两头小),几乎为贯穿缝。 

  4)高速公路路面或高架桥路面板成型后形成的不规则裂缝。 

  5)混凝土浇筑成型后,初凝或终凝前后模板支撑系统的微变形导致平面结构裂缝。 

  6)混凝土成型后,强度未达到1.2MPa时就像平面结构施加施工荷载,尤其是用塔吊卸放建筑材料、周转材料和施工工具等,在接触平面结构的瞬间,产生的冲击荷载,也会导致裂缝的产生。 

  3早期混凝土裂缝施工现场的控制节点 

  1)混凝土浇筑前施工单位应编制浇筑施工方案报建设单位(或监理单位)审核同意后方可浇筑混凝土,该方案中必须包含考虑环境因素针对该批次混凝土浇筑的特点设计的施工工艺要求和防止裂缝的措施。施工单位依据审核后的方案指导施工,监理单位据其检查、监督浇筑质量,确保浇筑过程的质量符合规范和施工方案的要求。 

  2)检查、督促混凝土工人做好混凝土振捣工作,确保混凝土的密实性。混凝土不密实,孔隙率增大,降低了混凝土的抗压强度,同时也降低了混凝土极限抗拉强度,收缩应力大于极限抗拉强度,产生早期裂缝,如楼板底顺筋缝的形成主要与混凝土振捣不密实和保护层有关,在混凝土初凝前塑性收缩和沉陷而产生的。绝大部分建设项目中混凝土工人由于受到工作环境差、劳动强度高、工作时间长等因素的影响容易产生疲劳,忽视对混凝土的振捣,《混凝土施工质量验收规范》GB50204-2015中对混凝土的密实性没有做量的界定,但施工现场几乎没有确保混凝土密实的措施。笔者认为,对于水平结构混凝土浇筑采用两次振捣的方法来确保混凝土的密实性,即浇筑卸料时采用振捣棒均匀振捣一次,待初凝前用平板振动器在垂直两方向振实一次。 

  3)控制抹面遍数,最少不得低于2遍,如初凝后发现微裂缝,必须抹压3遍以上,混凝土成型至初凝时,由于毛细管的张力作用,不停将毛细管深处的自由水吸至混凝土表面(毛细管微泵原理),短时间内失水产生收缩而出现微裂缝,通过在混凝土表面二到三遍抹压来封堵、改变毛细管通道,达到抑制水分蒸失来控制混凝土收缩量的目的。 

  4)严格进行薄膜覆盖,隔绝混凝土表面与空气接触,杜绝表面水分散失到空气中,同时,薄膜内的水汽制造混凝土养护环境。 

  5)大体积混凝土除了选择低水化热水泥外,还可在确保强度的前提下加大矿粉等掺合料的掺量,以从材料的内在降低混凝土的绝热温升,施工现场还应做好降温、保温措施,落实好测温制度,严格控制混凝土内、表温差不大于25℃;表面与环境温差不大于20℃。 

  6)竖向构件防裂缝措施主要是确保结构(构件)保湿养护14d以上,严格控制拆模时间不得低于10d,浇筑34d后可松开墙板的对拉螺丝。 

  7)混凝土浇筑前认真严格检查模板支撑系统的刚度、承载力和稳定性,杜绝混凝土浇筑后发生模板坍塌、跑模等安全隐患,同时也杜绝模板变形产生早期裂缝。 

  8)混凝土浇筑完成后,覆盖养护,待其强度达到1.2MPa后方可进入下道工序的施工。杜绝因施工荷载或材料、工具等产生的冲击荷载的破坏而形成早期裂缝。 

  4结束语 

  预拌混凝土的高收缩性,导致混凝土极易产生裂缝,仅凭建筑工程设计人员、混凝土材料专家、混凝土公司技术、质量人员的高度努力是不能控制裂缝产生的,还需要建设单位、监理单位、政府质量监督单位等相关管理单位的人员共同努力,尤其需要施工现场的技术人员、操作工人的高度重视;政府相关管理部门还应针对现行施工的操作误区(单凭经验浇筑,操作工人的施工行为无约束),制定相应的操作规程或施工规范,对施工现场的操作行为进行约束、规范,预拌混凝土的早期裂缝现象会得到较大幅度的控制。 

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