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泵送混凝土施工质量控制和裂缝处理措施

泵送混凝土施工质量控制和裂缝处理措施

  摘要:文章分析了泵送混凝土常见质量问题因素分析,还分析了混凝土早期塑性裂缝产生的原因,并提出具体可行的防治措施。
  关键词:泵送混凝土;质量控制;裂缝;拌合物
  1.前言
  用混凝土泵输送混凝土拌合物,可一次连续完成水平运输和垂直运输,并可连续浇筑,因而具有效率高、劳动力省的优点。但与普通混凝土相比,由于其大流动性、大砂率及较高的水泥用量,也出现了混凝土表面易产生袭缝、混凝土收缩值较大等同题,影响了混凝土的耐久性。以下从混凝土的原材料、配合比及施工操作的要求等方面,提出解决泵送混凝土质量问题的一些做法,以及对泵送混凝土裂缝处理的一些方法。
  2.常见质量问题因素分析
  2.1泵送混凝土坍落度损失大
  混凝土坍落度损失率视工程条件不同有很大的差异,其中影响最大的因素是停放时间、气温、外加剂及其掺入方式。
  (1)外加剂影响
  加入泵送混凝土中的外加剂一般有高效减水剂,但高效减水剂与水泥有相容性问题,某些水泥不能配制低水灰比高流动性的混凝土。
  (2)气温对坍落度损失的影响
  气温升高,一方面水泥的水化反应加快,坍落度损失增大,另一方面,升温后引起的水分挥发增大,也将导致坍落度的损失。因此,夏季高气温施工时,除用湿草袋等遮盖输送管,避免阳光照射外,可适当增大混凝土坍落度。
  2.2泵送混凝土施工中堵管
  输送设备主要包括泵机和配管。泵机的选择应适合混凝土工程特点、要求的最大输送距离,最大输送量及混凝土浇筑计划要求。泵机选择不当时,压力达不到要求,过大过小都有造成堵管的可能。输送管使用后,如未及时用水清洗干净,管中所余混凝土在下次使用时,必然增大管壁的摩阻力,造成堵管。
  2.3混凝土组成材料及配比
  (1)水泥品种和用量
  在泵送混凝土中,水泥砂浆起到润滑输送管道和传递压力的作用,所以水泥用量非常重要,水泥用量过少,混凝土的和易性差,泵送阻力大,泵和输送管的磨损亦加剧,容易产生堵管。水泥用量过多,混凝土的粘性增大,也会增大泵送阻力。为此,应在保证混凝土设计强度和顺利泵送的前提下尽量减少水泥用量。
  (2)骨料的最大粒径与级配
  粗骨料最大粒径的选择应适合工程和配管要求。骨料的级配不仅影响混凝土硬化后性能,同时也会影响和易性。
  (3)砂率
  砂率过小时,泵送混凝土易在输送管中弯管位置堵塞,为此,泵混凝土与普通混凝土相比,宜适当提高砂率,以适应管道输送的需要。但砂率过高时,不仅会降低和易性,同时,也会影响混凝土硬化性能,故应在可泵性的情况下尽量降低砂率。
  (4)掺合料
  加入泵送混凝土中的掺合料主要有粉煤灰。粉煤灰掺入混凝土中起润滑作用,可以改善混凝土拌和物的和易性,大大提高混凝土的流动性,有利于泵送,但掺量宜由试验确定,过多不利于混凝土的强度。
  3.裂缝预防及处理方法
  商品混凝土和泵送混凝土都很容易出现早期塑性裂缝的现象。混凝土塑性裂缝产生的原因比较复杂,常见裂缝可采取以下措施进行预防和处理。
  3.1塑性(沉陷)收缩裂缝
  (1)裂缝原因及裂缝特征。在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中,特别是板、墙等表面系数大的结构中,经常出现断续的水平裂缝,裂缝中部较宽、两端较窄,呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处及结构变截面等部位。
  裂缝产生的原因主要是混凝土流动性不足以及振捣不均匀,在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够,当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制所致。裂缝在混凝土浇筑后1~3h出现,裂缝的深度通常达到钢筋上表面。
  (2)影响因素和防治措施
①要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,在满足泵送和浇筑要求时,宜尽可能减少坍落度;
  ②掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料,可改善工作性和减少沉陷;
  ③混凝土浇筑时,下料不宜太快,搅拌时间要适当:
  ④混凝土应振捣密实,时间以1015s/次为宜;在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣;在混凝土浇筑11.5h后,混凝土尚未凝结之前,对混凝土进行两次振捣,表面要压实;
  ⑤为防止水分蒸发,形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取措施缓凝和覆盖。
  3.2干缩裂缝
  (1)裂缝原因及裂缝特征。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石干燥收缩造成的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里,逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢,裂缝多数持续时间较长,而且裂缝发生在表层很浅的部位,裂缝细微,有时呈平行线状或网状。但是由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
  (2)影响因素和防治措施
  ①水泥品种及用量。水泥的需水量越大,混凝土的干燥收缩越大,不同品种水泥混凝土的干燥收缩程度不同,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大,在可能的情况下,尽可能降低水泥用量。
  ②用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比,且为直线关系;水灰比越大,干燥收缩越大。塑性收缩裂缝、干缩裂缝都是由于混凝土单方用水量过大、坍落度过大,而且水分蒸发过快造成的。因此严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。为此,在混凝土配合比设计中应尽可能将单方混凝土用水量控制在170kg/m3以下,对于浇筑墙体和板材的单方混凝土用水量的控制尤为重要。为了降低用水量,掺加适当数量减水率高、分散性能好的外加剂是非常必要的。
  ③砂率。混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大,但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率,但应在最佳砂率范围内。
  ④掺合料。矿渣、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料,掺加到混凝土中,一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小、需水量少,故能降低混凝土干燥收缩值。
  ⑤外加剂。在选用外加剂时,选用干燥收缩小的减水剂或泵送剂。
  ⑥混凝土的养护。混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,产生较大的收缩,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温养护,对减少干燥收缩有一定作用。
  3.3处理措施
  混凝土裂缝,若在混凝土仍然是潮湿状态时,可采取的处理措施有:如产生的裂缝宽度很小时,可以采取扫入水泥和膨胀剂的混合物填充到裂缝中的措施:如裂缝宽度稍大一些时,可以沿着产生的裂缝注入具有膨胀性能的水泥浆:如产生的裂缝宽度再大一些时,可以直接浇筑具有微膨胀的水泥砂浆,该水泥砂浆采用的水灰比应与原混凝土采用的水灰比相同。
  若混凝土已经到了硬化状态,可考虑采用环氧树脂水泥砂浆或聚合物水泥砂浆灌缝。而对于那些对强度要求不高的混凝土构件,还可以采用柔性材料如各种防水密封胶等进行密封,以防止渗水和钢筋锈蚀。
  4.结束语
  综上所述,泵送混凝土产生的裂缝潜在危险大,对此必须引起足够重视。切实从每一个环节入手,做好过程控制,完善施工手段,确保施工质量。

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