泵送混凝土施工裂缝的成因和防治（二）

3.变形裂缝的原因及特点
3.1温度裂缝的原因及特点
3.1.1水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出502J的热量。如果水泥用量为350 ~ 550 kg/m3，则每m3混凝土将释放17,500 ~ 27,500 kJ的热量，因此如果按照我国施工验收规范，浇筑温度为28℃，则混凝土内部温度可达到65℃左右。但如果没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部温度会时不时高达80 ~ 90℃。如XX大厦筏板倒梁基础大体积混凝土内部温度实测高达95℃。水泥的水化热可在1 ~ 3天内释放50%的热量。由于热量的传递和积累，混凝土内部的温度大约在浇筑后3 ~ 5天出现。由于混凝土内部和表面的散热条件不同，混凝土中心温度较低，形成温度梯度，产生温度变形和温度应力。应力与温差成正比，温度越大，温度应力越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土的抗拉强度)时，就会产生裂缝。这种裂缝的特点是在混凝土浇筑后3 ~ 5天出现。最初的裂缝很细，随着时间的发展不断扩大，甚至达到贯穿的情况。
3.1.2影响因素及预防措施混凝土内部温度与混凝土厚度、水泥种类及用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高，水泥内部温度越高，温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。
对于大体积混凝土，温度应力与其结构尺寸有关。在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，产生裂缝的风险也越大。这是大体积混凝土容易产生温度裂缝的主要原因。因此，防止大体积混凝土裂缝的最根本措施是控制混凝土内部和表面的温差。
3.1.2.1混凝土原材料及配合比的选择
A .水泥品种的选择及水泥用量的控制大体积钢筋混凝土产生裂缝的主要原因是水泥水化热的积累，导致混凝土早期温升和后期温降，造成内外温差。减小温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，或掺泵送剂或粉煤灰时选用矿渣硅酸盐水泥。此外，可以充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量。根据大量的试验研究和工程实践表明，每立方米混凝土的水泥用量增加或减少10kg，混凝土的水化热会使混凝土温度升高或降低1℃。因此，为了更好地控制水化热引起的温升，降低温度应力，可以根据工程结构的实际荷载，对工程结构的强度和刚度进行复核验算。在征得设计单位同意后，可以用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。过去民用建筑楼层少，跨度小，多为现场拌制，施工周期短，混凝土标准试验龄期定为28天。但对于大体积钢筋混凝土基础的高层建筑，大部分工期很长，从1至2年到4至5年不等，不可能在28天内对混凝土结构，特别是大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载。因此，混凝土标准强度的试验龄期推迟到56天或90天。如果充分利用混凝土的后期强度，每m3混凝土可减少水泥用量约40 ~ 70 kg，混凝土温度降低4 ~ 7℃。最后，为了降低水泥的水化热及内外温差，方法是减少水泥用量，尽可能将水泥用量控制在450kg/m3以下。如果强度允许，可以通过添加粉煤灰进行调整。
B .国内外大量的试验研究和工程实践表明，在混凝土中掺入一定量的优质粉煤灰，不仅可以替代部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒的球效应，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘结性和保水性，可以在泵送混凝土中补充粒径在0.315mm以下的细骨料达到15%的要求，从而提高可泵性。同时，根据大体积混凝土的强度特性，在早期，当其处于较高温度时，强度增长较快且较高，但在后期，强度增长缓慢。掺入粉煤灰后，其中的活性Al2O3和SiO2与水泥水化析出的CaO反应，形成新的水化产物，填充孔隙，增加密实度，从而提高混凝土的后期强度。但需要注意的是，掺入粉煤灰的混凝土早期抗拉强度和极限变形略有下降。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，对于早期抗裂性高的混凝土，宜在10 ~ 15%以内。
一个特别重要的作用是，掺入原状或磨细粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥的水化热，降低绝热条件下的温升。掺粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热大致如下:粉煤灰的百分比是温度和水化热降低的百分比，即掺20%粉煤灰的水泥混凝土的温升和水化热是不掺粉煤灰的水泥混凝土的80%左右。可见，掺入粉煤灰对降低混凝土水化热及温升的效果是非常显著的。目前，许多商品混凝土生产企业，由于知识、技术、设备(筒仓)等原因，尚未有效充分利用粉煤灰。
C .加入具有减水、塑化、缓凝和引气性能的外加剂和泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性、粘结性和保水性。由于其减水分散作用，不仅可以减少用水量，提高强度，还可以降低水化热，延缓放热峰的出现，从而减少温度裂缝。