泵送商品混凝土早期裂缝产生原因分析

　　如图1 所示， 图中T。为浇筑温度， 至时间t1温度升至T1 ， 混凝土硬化， 此时如果混凝土处于约束状态则在继续升温的过程中受压， 内部温度升至峰值Ta 的时间t2 视水泥品种、浇筑温度， 特别是构件的厚度、形状和散热条件而定。对于大体积的墙、板构件， 一般在浇注后的1～2 天内部温度达到峰值， 如墙板厚度超过1～2m ， 则达到峰值温度时间在浇注后3～ 4 天。水化热引起的内部混凝土温升在较厚的墙板中可达25 ℃～35 ℃， 这样加上原来的浇筑温度后， 峰值Ta 常可达60 ℃以上，对于水泥用量较多的泵送商品混凝土有时可超过70 ℃～80 ℃。随着混凝土温度通过峰值后降温并发生收缩， 原先在约束状态下形成的拉应力很快下降至零图1 （下图） ， 此时的温度为Tzo ， 继续降温冷却在混凝土内引起拉应力。问题在于零应力温度Tz0 的大小通常仍与峰值温度相近， 而混凝土中的温度收缩拉应力正是在Tzo 这一相当高的温度作为基准下冷却后产生的。零应力温度越高， 冷却时的拉应力愈大， 愈容易开裂。混凝土内部温度冷却到接近周围气温的时间在几十厘米厚的墙板中可达10～ 15 天。混凝土的热膨胀系数一般在10 ×10 ^{- 5}/ ℃左右。从表面上看， 如发生1 ℃的温差，温度收缩应变达到1 ×10 ^{- 4} ， 这在弹性状态下引起的拉应力已足能使早期混凝土发生开裂。

 

　　混凝土实际的升温过程和达到的峰值温度以及随之而来的降温过程取决于许多因素， 主要有：环境大气温度， 混凝土的入模温度， 模板的类型（热学性能） 及拆模时间， 混凝土外露表面与其体积的比值， 混凝土浇筑后的截面厚度， 水泥类别与水泥用量， 拆模后是否有隔温措施， 以及养护方法等等。混凝土表面温度裂缝的走向无一定规律性。梁、板式结构或长度较大的结构， 裂缝多平行于短边； 大面积结构， 裂缝常纵横交错； 深进的和贯穿的温度裂缝， 一般与短边平行或接近于平行， 裂缝沿全长分段出现， 中间较密； 裂缝宽度大小不一，一般在0．5mm 以下， 且沿全长没有多大变化； 温度裂缝多半发生在施工期间， 裂缝宽度受温度变化较明显， 冬季较宽， 夏季较细； 大多数温度裂缝沿结构截面呈上宽下窄情况。遇上下边缘区配筋较多的梁， 有时亦出现中间宽、两端窄的梭形裂缝。对于受两邻边约束的板， 亦常由于双向受力而出现45 ℃角斜裂缝。

 

3．6 　归纳地讲， 造成现代商品混凝土裂缝难于控制的原因大致有以下几个方面

 

　　

　　从过去的干硬性、低流动性、现场搅拌混凝土转向集中搅拌， 转向大流动性泵送混凝土， 水灰比加大， 水泥用量增加， 胶结料用量增加， 砂率增加， 骨料粒径减小， 所有这些因素都增加了混凝土的可能收缩。

 

 

　　外加剂、掺合料种类繁多， 通常只考虑强度指标， 缺乏对水化热及收缩变形影响的长期试验资料， 有些试验资料并不严格， 有许多外加剂严重增加收缩变形， 有的甚至降低耐久性。

 

　

　　这种裂缝在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足（抗拉强度和极限拉伸） 引起的。高强高性能混凝土得到广泛的应用， 但是混凝土的抗拉强度的提高幅度并没有抗压强度的提高幅度大。

 

　　

　　结构规模日趋增大， 结构形式日趋复杂， 超大、超长、超厚及超静定结构成为经常采用的结构形式并采用现浇施工， 这种结构形式有显著的约束作用， 对于各种变形作用必然引起较大约束应力。

 

　　

　　国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋的重要性， 因而经常出现构造性裂缝。结构设计中忽略结构约束性质， 不善于利用“抗与放”的设计原则， 缺乏相应的设计施工规范、规程。

 

　　

　　在高层建筑中， 因考虑到施工的方便而对梁、板、柱普遍采用同一强度等级的混凝土， 造成梁、板混凝土强度偏高， 温度收缩裂缝增加。

 

　　

　　目前在泵送商品混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法， 已不能完全适应现代混凝土技术的要求， 需要尽快建立新的规范规程。