材料对泵送混凝土裂缝的影响

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发布时间：2021-09-06

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材料对泵送混凝土裂缝的影响
曹秀丽刘正保夏冰青
(南京工程学院建筑工程学院，南京211100)
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[摘要] 讨论了泵送混凝土在非荷载作用下的早期开裂机理，并从材料的角度分析了泵送混凝土各组成材料对于混
凝土开裂的影响规律。
[关键词] 泵送混凝土；早期裂缝；材料
[中图分类号] TU528．53 [文献标志码] A [文章编号] 1001—523X(2011)10—0049·04
泵送混凝土的出现和发展，一直以来被认为是
现代混凝土技术的重大发展。其所具有的优点如高
匀质性、高效率、自动化、施工和运输便捷等，都充分
显示了其相对于传统混凝土的优势，因而在现代化
建设中应用广泛，尤其是在高层建筑中。目前，高层
建筑用混凝土几乎100％采用泵送混凝土。但是，
从工程实际应用来看，泵送混凝土产生的裂缝问题
却屡见不鲜，主要是早期开裂比较严重，像泵送混凝
土现浇楼板裂缝已经成为一种建筑质量通病。裂缝
的存在，不仅影响建筑外观，而且还影响到建筑结构
的耐久性和安全问题。
混凝土裂缝中，20％左右为荷载作用下产生的
裂缝，其余约80％的裂缝是由于温度、收缩、沉降等
引起的非荷载性裂缝。泵送混凝土与普通混凝土相
比，组成材料有自身的特点。为满足泵送的要求，混
凝土配合比中往往骨料粒径减小，砂率提高，水灰比
较大，坍落度加大等，这些客观因素导致混凝土的体
积稳定性下降，裂缝产生的原因更加复杂。本文主
要讨论泵送混凝土在非荷载作用下产生的早期裂缝
问题，重点分析泵送混凝土的各组成材料(水泥、
水、粗细骨料、掺合料、外加剂、纤维等)对裂缝产生
的影响。
1 混凝土开裂机理
泵送混凝土早期裂缝，最早可在浇筑后的1—
3 h内出现。早期裂缝主要是温度裂缝和收缩裂缝。
1)温度裂缝
混凝土在硬化过程中，水泥和水发生化学反应，
产生大量的水化热，水化热向四周传递，导致混凝土
项目基金：南京工程学院科研基金(QKJB2009011)
收稿日期：2011—07—15
作者简介：曹秀丽(1980 )，女，山西人，毕业于西安建筑科技大学，研
究生学历，讲师，现从事教学工作。
温度上升。如果产生的热量不能很快散失，混凝土
块体内部和外部产生过大温差，则会产生温度应力。
混凝土在硬化初期的抗拉强度很低，在约束状态下，
内外温差引起的温度应力超过混凝土抗拉强度时，
就导致温度裂缝出现。温度裂缝主要是大体积混凝
土中出现较多，如水工大坝、大型基础等。 ’
另外，随外界环境温度变化，如气温、辐射等也
会使硬化混凝土产生收缩。如混凝土在升温期间发
生膨胀，在降温期间发生收缩，如果混凝土处于约束
状态下，则温度变形受限制，并转变为温度应力，当
此应力超过混凝土抗拉强度时，也导致温度裂缝。
2)收缩裂缝
引起混凝土收缩的原因很多，大体分为以下
几种：
1)干燥收缩
混凝土在空气中结硬时或结硬以后，水分蒸发
引起体积收缩，从而产生干燥裂缝。
混凝土的干燥过程就是其所含水蒸发的过程。
混凝土中含有不同层次的水，包括自由水、吸附水、
毛细孑L水。在干燥时，首先是大毛细孔中的自由水
逸出到周围环境，但是失去自由水不会产生收缩。
当失去大部分自由水之后，开始失去吸附水和细小
毛细孔(5～50 nm)水，引起明显收缩。这是因为吸
附水在固相粒子之间的狭窄空间里会引起推斥压，
而失去吸附水会使推斥压减小，从而引起收缩。在
c—s—H凝胶层状结构中以单分子水膜存在的层
间水，在干燥条件下也会失去，因为层间水与固相表
面紧密接触，且通过毛细孔网络来传输要求更强的
驱动力，因此使凝胶的片层靠紧并引起收缩。在细
小毛细孔里的水，由于存在静水张力，失水会对毛细
孔壁产生压应力，因此也引起收缩。
2)自收缩