泵送混凝土的质量控制及裂缝处理

随着我国建筑业的蓬勃发展，高层建筑的不断增多，特别是在商品混凝土的普及和推广应用后，泵送混凝土技术在工程施工中越来越多地被采用。泵送混凝土具有输送混凝土能力大、速度快、缩短工期、降低费用及能连续作业的特点，尤其对于高层建筑和大体积基础混凝土的施工，更能显示出它的优越性。
但是，泵送混凝土在工程的实际运用中，常有出现泵送混凝土强度不足，凝结异常以及出现裂缝的现象，在一定程度上影响了工程的质量，因而应当引起足够的重视。本文重点是研究泵送混凝土对混凝土的原材料、配合比及施工操作的要求，提出解决泵送混凝土质量问题的一些心得，以及对泵送混凝土裂缝处理的一些方法。
一、原材料和配合比的要求
要使泵送混凝土施工能顺利进行，保证泵送混凝土的强度，预防泵送混凝土出现凝结异常或裂缝现象，泵送混凝土对混凝土的原材料及配合比都有比较高的要求。
（一）粗骨料的选择
粗骨料的最大粒径应根据输送管内径的大小严格限制，最大粒径与输送管内径之比，输送高度50M以下的宜为1：3（碎石）或1：2.5（卵石）；输送高度50~100M的宜为1：3~1：4；输送高度100M以上的宜为1：4~1：5。为了防止混凝土泵送时堵塞，应优先选用天然连续级配的粗骨料，使混凝土有较好的可泵性，减少用水量及水泥用量，以达到减少水化热的目的。
（二）细骨料的选择
为了使得混凝土的流动性满足要求，骨料应有良好的级配。为了防止混凝土的离析，粒径在0.315mm以下的细骨料的比例应适当加大。通常，通过0.315mm筛孔的砂宜不少于15%，而且优先选用中砂。如采用细砂，细度模数不低于2。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比使用细度模数2.3的中砂，可以减少水泥用量30~35kg/m3，减少水用量20~25kg/m3，从而减低水化热及混凝土的收缩。
（三）砂率
砂率的选择在泵送混凝土的配合比设计中也很重要。砂率太小，混凝土容易产生离析。砂率太大，管内的摩阻力大，且会影响混凝土的强度，增大混凝土的收缩。泵送混凝土的砂率应比普通混凝土的砂率较高，宜控制在40~50%，高强泵送混凝土砂率选用28~35%比较适合。
（四）水泥用量
保水性好、泌水小的普通硅酸盐水泥均可用于泵送混凝土。而矿渣硅酸盐水泥因其保水性差、泌水大，采用时须采取一定的措施，提高其性能。水泥的用量每立方米不宜少于300?，水泥用量太少，混凝土容易产生离析现象。但是，大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，造成混凝土内部和表面的温差。因而，水泥的用量必须加以控制，尽量将水泥用量控制在450kg/m3以下。
（五）混凝土的坍落度
混凝土的坍落度宜采用8~18cm。具体施工的坍落度大小可根据所采用的设备、建筑层高、输送管道长短、弯道多少、不同外加剂的加入而确定。值得指出注意的是，施工混凝土的坍落度是不允许大于配合比设计给定的坍落度的。
水灰比小于0.45时，混凝土的流动阻力很大，可泵性差。水灰比太大，阻力减小，但混凝土又容易发生离析，干燥收缩越大，因此水灰比宜选用0.5~0.6。而高层建筑混凝土的设计强度通常较高，为了配制高强度等级的混凝土，一般采用较小的水灰比，控制在0.30~0.38之间。为了解决因水灰比太小引起的混凝土流动阻力太大的矛盾，可在高强泵送混凝土中加入适量的泵送剂增加混凝土的流动性。
（六）外加剂和掺合料的选择
在泵送混凝土中掺加泵送剂、减水剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增加泵送混凝土的干燥收缩，但是对于某些有引气作用的泵送剂、减水剂，则有增加泵送混凝土的干燥收缩的可能。因而，应选用干燥收缩小的泵送剂或减水剂。
在混凝土中掺加粉煤灰可节约大量的水泥和细骨料。实践证明，在混凝土中合理使用一吨粉煤灰可以取代0.6~0.9吨的水泥，并取代10%左右的细骨料。掺加粉煤灰同时可以减少用水量，增加混凝土的密实性，改善混凝土拌和物的和易性，增强混凝土的可泵性，减少混凝土的徐变，提高混凝土的抗渗能力，降低混凝土干燥收缩值。粉煤灰作为混凝土的掺和料，用在大体积泵送混凝土时，其作用和效果都是很明显的。
二、对施工操作的要求
泵送混凝土的施工操作正确与否对其质量影响是很重要的，为保证混凝土强度，减少或杜绝裂缝的出现，泵送混凝土在施工过程中可参考采取如下措施：
（一）水泥进场时，必须抽样测定，必须满足混凝土设计强度等级要求。原材料采用重量计，误差不超过施工规范所容许的偏差。
（二）尽量采用曲率半径较大的大弯头，减少弯头数量，缩短泵管，尤其是楼面的水平管道，减少泵送阻力。
（三）混凝土的供应充足，保证混凝土泵送连续施工。
（四）泵送混凝土前，先泵送清水，清洗管道，然后泵送1：2的水泥砂浆，润滑管道，最后泵送混凝土，开始时，慢速泵送，逐步加速，待运转正常后，以正常速度进行泵送。泵送应尽量避免停泵，如泵送因特殊情况中途必须中断时，每隔4~5分钟，使泵正反运转几次，同时开动料斗的搅拌器，使混凝土保持运动状态，防止混凝土离析。
（五）楼面浇筑混凝土，先浇筑水平距离最远处的混凝土，然后边浇筑边拆管，由远及近，这样水平管道随着混凝土浇筑工作的逐步完成而由长变短。地面水平输送管与垂直的长度比控制在1/2~1/3，且在地面水平管中必须安装液控的截止阀，防止停泵时混凝土倒流。
（六）混凝土输送管在输送混凝土过程中，如发生堵塞现象时，采用返泵的方法清除。如返泵未能清除，必须找到堵塞的部位拆管清除，然后重新安装管道进行泵送，拆管前，应反泵清除管内残余应力方可拆管。
（七）混凝土振动方面可加强措施，在已浇筑的混凝土终凝前进行二次振动，排除混凝土因泌水在石子、钢筋下部形成的空隙和水分，从而提高粘结力和抗拉强度，并减少混凝土内部的气孔，提高混凝土的抗裂性。
（八）混凝土浇筑后的养护是十分重要的。对浇筑后的混凝土的养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温可以减少混凝土表面的热扩散，降低温差，防止混凝土表面出现裂缝。而适宜的潮湿条件可以防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝，使水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度，确保了混凝土的质量。
三、裂缝预防及处理方法
笔者在近几年的建设工程质量监督中，发现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，在此笔者不作详细分析。对在实际施工过程中由于施工单位所采用的措施不够得当，以至混凝土早期失水或不均匀失水造成的塑性裂缝，若加以重视是可以避免的。混凝土塑性裂缝一般可分为塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝。防止塑性沉降裂缝比较可行的措施是及时对混凝土特别是对容易产生塑性沉降裂缝的部位进行二次复振。防止塑性收缩裂缝比较可行的措施是对浇筑后的混凝土及时养护，防止混凝土水分挥发速度过快而产生裂缝。
对施工不当造成已经产生的混凝土塑性裂缝，若在混凝土仍然是潮湿状态时，可采取的处理措施有：
如产生的裂缝尺寸很小时，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。
如产生的裂缝尺寸稍大一些时，可以沿着产生的裂缝注入具有膨胀性能的水泥浆。
如产生的裂缝尺寸再大一些时，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，且已十分干燥，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。