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商品混凝土梁板早期裂缝成因及控制方法

来源：互联网 2022-01-24 18:15:18

1前言

商品混凝土的应用，促进了现代混凝土的发展。目前国内可提供从C10至C80各等级强度的混凝土。由于商品混凝土是一种半成型的原材料，在使用过程中，施工单位习惯于传统的施工方法和养护经验，以及现行混凝土标准规范的滞后，混凝土早期开裂问题一直困扰着建设单位、施工单位和混凝土生产单位。

混凝土产生裂缝必然引发混凝土的耐久性问题，近几年我国有些混凝土专家、学者提出“千年混凝土”这一新概念，这是高性能混凝土的具体指标之一，而解决的根本办法就是提高混凝土的耐久性。

商品混凝土早期开裂的原因是多方面的。与普通现场搅拌混凝土相比，商品混凝土早期开裂较多且发展很快。这与现代商品混凝土的发展相左。为此，我们根据商品混凝土的特性，去探索商品混凝土早期开裂的成因，从而更好、有效地控制混凝土的早期开裂和提高混凝土的耐久性，减少钢筋混凝土结构维修，对国家基础建设的可持续发展有着重大影响。

2商品混凝土产生早期裂缝的原因

(1)商品混凝土从搅拌到工作基本分为四个阶段，我们从三个阶段去分析早期裂缝的原因(特殊混凝土如大体积混凝土、超长薄壁混凝土、高强混凝土由于其特殊性施工单位比较重视。而且文章论述较多，我们在此只浅谈梁板方面的早期裂缝)。混凝土强度发展如图1所示。

商品混凝土梁板早期裂缝成因及控制方法(图1)

Ⅰ为施工阶段即混凝土从流态到初凝时间。

Ⅱ混凝土从初凝到终凝时间。

Ⅲ混凝土从终凝到28天龄期。

Ⅳ混凝土工作期或寿命期。

在Ⅰ阶段，商品混凝土从搅拌到施工浇注、振捣、收光至初凝。根据施工的具体要求大约持续8～10小时左右，为了保证混凝土的可施工性，商品混凝土均掺有不同型号高效缓凝泵送剂，以方便现代混凝土的施工，而早期混凝土裂缝均在Ⅰ、Ⅱ阶段产生。第Ⅰ阶段产生的裂缝为塑性裂缝，包括自然沉降收缩和失水收缩，以及减水剂失效后水泥颗粒沉降产生的收缩，当这些收缩产生的变形(ε1+ε2+ε3)大于混凝土的塑性变形ε时，混凝土就会产生不规则的裂缝。

自然沉降收缩和失水收缩在普通现场搅拌的混凝土中是比较普遍的，施工单位也比较重视。但商品混凝土从浇注至终凝时间均在6～8小时，对梁板而言，如不采取正确的施工方法和有效保湿措施，在此时间内每平方米失水可达3kg左右。高效缓凝泵送剂在现代商品混凝土中的作用是不可缺少的，减水剂对水泥具有强烈的分散作用，它借助极性的吸附作用，大大降低了水泥颗粒间的吸引力，在电性斥力的作用下，胶凝材料—水体系处于相对稳定的悬浮状态，从而达到减水，提高工作性的目的。随着时间的推移，吸附在水泥颗粒表面的减水剂电位减弱至消失，水泥浆体相对稳定的悬浮状态破坏，产生沉降和絮凝。在实际过程中表现为滞后泌水，即在浇注振捣后1～2小时产生混凝土泌水现象。如图所示。减水剂失效后水泥颗粒沉降产生的收缩往往被施工单位忽视，对此，我们必须加以重新认识并在生产和施工过程中加以重视。

商品混凝土梁板早期裂缝成因及控制方法(图2)

高效缓凝减水剂(泵送剂)这种特性，表现为混凝土浇注后坍落度损失，混凝土从施工时坍落度16～18cm减至5～7cm，由于水泥颗粒的再絮凝，水泥浆体局部浮力变小，使砂石骨料再次产生沉降收缩，我们可将这种收缩称为减水剂极性消失收缩。

(2)混凝土Ⅱ阶段产生的收缩与普通现场搅拌基本相同，主要为失水收缩、混凝土的自收缩和化学收缩。失水收缩大小与现场气候条件及养护方法有关。自收缩是水泥水化过程中混凝土内部相对湿度降低产生的收缩。化学收缩是胶凝材料与水发生化学反应时，产生水化物的体积小于前二者之和。由于商品混凝土均掺加高效缓凝减水剂，在减水剂的分散作用下，水泥颗粒与水接触充分。参与水化的胶凝材料相对普通现场搅拌的混凝土要多的多，混凝土的自收缩和化学收缩发展快。所以商品混凝土早期收缩率比普通混凝土大。

(3)混凝土Ⅲ、Ⅳ阶段产生的收缩主要有自收缩、碳化收缩、徐变收缩等在此不再阐述。

3混凝土早期裂缝的控制

根据混凝土发展的四个阶段的收缩特性，商品混凝土的有害裂缝绝大多数在混凝土的终凝阶段产生，初凝前后的裂缝主要有沉降收缩、失水收缩及减水剂失效后产生的收缩共同作用产生的裂缝，这种裂缝是可控的或者说是可避免和消除的。如果施工方法及养护不到位，这种裂缝在终凝后发展为有害裂缝，从而影响混凝土结构的使用功能及耐久性。

减少混凝土早期开裂关键在于控制混凝土初凝前产生的裂缝或缺陷。混凝土早期开裂的主要原因为ε

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