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摘要：泵送混凝土技术在目前施工中普遍使用，它不仅能改善混凝土的施工性能，而且经济环保，但温度裂缝的出现会在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，本文主要分析了温度裂缝产生的原因、危害以及如何防治和处理，从而使泵送混凝土在工程中发挥更好的作用。
关键词：泵送混凝土温度裂缝产生原因防治措施处理
近年来，随着社会经济的不断发展，尤其是大中城市，建筑物的高度越来越高，所以泵送混凝土技术体现了其优越性，不仅能够提高施工速度、改善混凝土的施工性能、减少振捣，而且能减少混凝土的收缩，提高抗渗性和耐久性。但是大量的实际工程表明，泵送混凝土温度裂缝现象普遍存在，在一定程度上会影响建筑物的正常使用，应当引起足够的重视。本文作者根据最近施工的小高层建筑，对泵送混凝土产生温度裂缝的原因、温度裂缝导致的危害，如何防治和处理进行了探讨和分析。
1．温度裂缝产生的原因
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，如果以水泥用量350～550kg/m³来计算，每m³混凝土将放出17500～27500KJ的热量。实践证明，水泥水化热在1～3d可放出热量的50%，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚集在混凝土内部不宜散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，就形成内外较大的温差，温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝出现在混凝土浇筑后的3～5d，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿整个混凝土断面的情况，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。因此在大体积混凝土结构的浇筑中应采取相应的措施，尽可能减少温度变化引起的裂缝，从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能。
2．温度裂缝产生的危害
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝通常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性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；高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。温度裂缝的宽度超过了一定的限值就成了有害裂缝。有害裂缝的存在严重影响建筑结构的耐久性和适用性，贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而使局部甚至整体结构发生破坏，严重影响建筑物的质量和运行安全性。
3．温度裂缝的防治措施
混凝土内部的温度与混凝土厚度、水泥品种及用量、施工工艺、养护方法等有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大。
3.1混凝土原材料的选用
3.1.1水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。要选择保水性好、泌水性小的水泥，一般选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。随着建筑的高度越来越高，施工时间也越来越长，为了更好地控制水花热所造成的温度升高、减少温度引力，可以根据工程结构的实际承载情况，对工程结构的强度、刚度以及稳定性进行复核和验算，在取得设计单位的同意后，可用56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。一般来说，泵送混凝土使用的水泥强度等级为C20～C60，范围为350～550kg/m³。如果充分利用混凝土的后期强度，便可以减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m³以下。
3.1.2掺合料和外加剂的选用
大量的工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不仅可以代替部分水泥，也可以取代部分细骨料，而且掺入粉煤灰后可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。同时，掺入原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，防止温度裂缝的产生。但是，粉煤灰对混凝土的抗冻性不利，当对混凝土有抗冻性要求时，应在掺入粉煤灰的同时，适当加入引气剂。另外，为了防止混凝土干缩和温差收缩产生裂缝，在混凝土拌合物中还可以掺入一定量的UEA膨胀剂，这种方法在大体积混凝土中已广泛使用，且效果十分显著。
3.1.3骨料的选用
在选择骨料时，优先选用天然连续级配的粗骨料，使混凝土具有较好的可泵性，减少水泥用量、用水量，进而减少水化热。细骨料采用细度模数2.3～3.0的中砂。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可降低水泥用量28～35kg/m³，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
3.1.4砂率的选用
泵送混凝土也宜选用合理砂率，其砂率值较低流动性混凝土适当提高是必要的。但是砂率过大，不仅会影响混凝土的工作度和强度，而且能增大收缩和裂缝。为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性，便于运输、泵送和浇筑，泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土大，砂率控制在45～50%，砂石泥量控制在1%以内。
3.2改进施工工艺流程
3.2.1控制混凝土出机温度和浇注温度
对于出机温度和浇注温度的控制，我国有较明确的规定：《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）中规定：高温季节施工时，混凝土最高浇注温度，不得超过28℃，为力求统一，《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）也规定了这个温度值。因此在泵送混凝土时，混凝土入模温度应控制在20℃，在气温较高时，为了防止太阳照射，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向骨料喷洒水，或者在使用前用冷水冲洗骨料。除此之外，还可以降低搅拌用水的温度、搅拌运输车罐体等。
3.2.2混凝土的运输
泵送混凝土宜与混凝土搅拌运输车配套使用，且应使混凝土搅拌站的供应能力和混凝土搅拌运输车的运输能力大于混凝土泵的泵送能力，以保证混凝土能连续工作，保证不堵塞。进行输送管线布置时，应尽可能直，少用锥形管，以减少压力损失。
3.2.3改进施工操作工艺
预拌混凝土搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥用量5%，并进一步减少水化热和裂缝。
浇注工艺。对混凝土浇注分别采取“刮、赶浆”、采取分块、分层浇注、严格控制混凝土坍落度等措施。“刮、赶浆”是在混凝土浇注过程中，随时将面上的浮浆刮走，及时将其推送至临近部位混凝土底层，以减少混凝土表面浆体厚度，较大地缓和了混凝土塑性收缩裂缝的发生；分层、分块浇注可以全面分层、分段分层或斜面分层，以加快热量散发，并使温度分布较均匀，同时也便于振捣密实。
振捣工艺。对已浇筑的混凝土要均匀振捣，避免漏振。在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。在振捣时应尽可能控制好振捣时间，例如较厚的混凝土墙板，应采用“一个坡度、分层浇捣、循序渐进、一次到顶”的浇捣工艺，分层厚度一般不超过80cm，混凝土入模高度不大于2m，采用振动棒垂直振捣，不得漏振或过振。
养护工艺。为了严格控制大体积混凝土的内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇注后应及时用潮湿的草帘、麻片、草袋等覆盖，并洒水养护，以保证混凝土表面温度与内部温度差不大于25℃，延缓降温时间与速度，充分发挥混凝土的应力松弛效应，并适当延长养护时间。对于较厚的混凝土墙板，在混凝土硬化达到一定的强度后，及时松动对拉螺杆，让墙板模板与混凝土有点缝隙，在顶部浇水注入模板内，始终保证混凝土表面湿润，带模养护5～7d，拆模后采用麻袋草包保湿。
4.温度裂缝的处理措施
温度裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳和抗渗透能力。因此我们必须对症下药，针对温度裂缝的具体情况，区别对待、及时处理。温度裂缝的修补措施主要采取以下一些办法：表面修补法、嵌缝法、结构加固法、混凝土置换法。
4.1表面修补法
表面修补法是一种常见的修补方法，它主要适用于稳定和结构承载能力不受影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥砂浆、环氧树脂胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青、防水剂等材料。在防护的同时，为了防止混凝土受其他因素影响继续开裂，可以在裂缝的表面粘贴环氧玻璃纤维布等措施。
4.2嵌缝法
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿V形槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性放水材料为聚合物水泥砂浆等。
4.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要采用结构加固法。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、粘贴钢板加固等方法。
4.4混凝土置换法
当温度裂缝严重损害混凝土结构的时候，就要采取混凝土置换法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
5.结语
大量的工程实践表明，泵送混凝土施工中温度裂缝现象普遍存在，我们应充分认识到温度裂缝带来的危害，从源头上开始防治，例如一些原材料的选择和质量控制，并在施工过程中采用正确的施工工艺，对出现的温度裂缝认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，切实提高工程质量。
参考文献：
[1]刘仁松、余江，建筑工程施工工艺，重庆大学出版社，2002年第1版。
[2]李瑞华，混凝土施工中非结构性裂缝产生原因及防治，施工技术，2002年第4期。