商品混凝土系指由水泥、骨料、水以及根據需要摻入的外加劑和摻合料等組分按一定的比例，在集中攪拌站（樓）經計量、拌制后出售的，并采用運輸車在規定時間內運至使用地點的混凝土拌合物，亦稱預拌混凝土。隨著商品混凝土在建筑工程上的廣泛應用，商品混凝土的開裂問題越來越受到人們的關注。使用單位（施工單位、監理和業主）普遍認為，與現拌混凝土相比，商品混凝土較容易出現裂縫。下面就商品混凝土產生早期裂縫的原因進行分析和探討，同時建議采取針對性的措施防治和控制混凝土裂縫。

    一    商品混凝土的早期裂縫

    1.1商品混凝土特征

    現代商品混凝土一般是高流態混凝土。自從70年代末（1978～1979年）產生以來，以其快速高效、質量穩定、供應量大和不占用施工現場等特點得到了廣泛的應用，但它的高流動性和可泵性也產生了一些負面作用，如：

    1）水泥用量增加：水泥在凝結硬化過程中體積要縮小，通常收縮率為萬分之三。混凝土在硬化過程中的抗拉能力及鋼筋與混凝土之間的握裹力均抵抗不了水泥的收縮。所以，水泥用量的增加也增大了裂縫出現的幾率；

    2）砂率增加：一般高流態混凝土的砂率都在40％以上且骨料粒徑減少，這是混凝土泵送的要求。由于細骨料的增多，減弱了混凝土之間的連接，裂縫的機會增多了；

    3）坍落度大：高流態混凝土的坍落度一般都在10cm以上，對于許多高層建筑，坍落度甚至要超過20cm。施工中發現，坍落度大、流動性大的混凝土較坍落度小、流動性小的混凝土更易出現裂縫。

    4）外加劑的影響。商品混凝土中普遍摻有外加劑（減水劑、緩凝劑、保塑劑、防水劑等）。一般認為在混凝土中摻入適量的外加劑能減少單位用水量、減少水泥用量，使混凝土的收縮值降低，有利于減少裂縫。但最近的研究表明，在水泥用量和坍落度保持不變的前提下，市場上有近一半的外加劑（包括高效減水劑和各種防水劑）所配制混凝土的28d收縮率大于基準混凝土，最大的收縮率已接近于基準混凝土的1.5倍，而且質量波動非常大[2]。外加劑的摻用可能是導致商品混凝土裂縫的重要原因。

    因此，與普通混凝土相比起來，它的收縮及水化熱增加。當混凝土構件受到外界約束時，就會產生較大的收縮應力，當其超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫，尤其是在高層建筑地下室墻板等大體積混凝土構件中，當地下水位較高時，還會引起滲漏等問題。

    由于這些特點，使商品混凝土出現開裂的可能性增大。再加上使用單位沒有注意到這些特性變化，仍然以過去的經驗來對商品混凝土結構進行配筋、施工和養護，即以舊的思維來對待新事物，這是商品混凝土普遍產生裂縫的最根本原因。

    1.2商品混凝土典型裂縫

    商品混凝土裂縫多發生在早期（一般發生在三天以前），這時大多數構筑物還沒有承受荷載。商品混凝土成型后出現的早期裂縫，主要是由于混凝土在凝結和硬化過程中產生的收縮變形引起的。其中收縮可分為五大類：塑性收縮、干燥收縮、自收縮、熱收縮和碳化收縮。其中前四種收縮對商品混凝土早期裂縫影響較大。

    典型的商品混凝土早期裂縫有：

    1）大面積樓板產生的裂縫。一般發生在混凝土初凝前后，多發生在梁板交界處、厚度突變處和梁板鋼筋上部，春夏和夏秋季節轉換時最容易發生；

    2）大體積混凝土溫度裂縫；

    3）地下室外墻裂縫。裂縫非常有規律，即在墻體長度方向等間距分布的垂直裂縫，裂縫寬度呈現橄欖狀（中間寬，兩頭小）一般為貫穿性裂縫，且大多在拆模前就已形成；

    4）高速公路路面或高架橋面板成型后出現不規則的表面裂縫（縱向、橫向等概率分布）。

    二    商品混凝土早期裂縫成因分析

    2.1結構設計

    商品混凝土在施工中出現開裂，人們往往把責任推向商品混凝土供應商和施工單位，而忽略了設計單位也有可能要負一定的責任。由于安全系數取的過高，而導致配筋上過密、過粗，甚至出現結構設計不合理，從而導致混凝土的開裂。因此要避免商品混凝土在施工中出現危害裂縫，需要設計單位、施工單位、商品混凝土供應商三方面共同努力。

    1）結構溫度伸縮縫間距

    根據《混凝土結構設計規范》（GBJ10-89），為避免結構由于溫度收縮應力引起的開裂，采取永久式伸縮的方法，伸縮縫允許間距為0～55m（室內或土中長墻、剪力墻結構及框架結構），露天條件下為20～35m。規范的附注中又明確指出：如有充分依據和可靠措施時，上述規定可以增減。其它有關的規程中還有允許采用“后澆帶”取代伸縮縫的辦法。

    2）構造配筋

    設計時注意構造配筋十分重要，它對結構抗裂影響很大。但目前國內外對此都不夠重視。對連續式板不宜采用分離式配筋，應采用上下兩層（包括受壓區）連續式配筋；對轉角處的樓板（受雙向約束較大）宜配上下兩層放射筋，孔洞處配加強筋；對混凝土梁的腰部增配構造鋼筋，其直徑為8～14mm，間距約200mm，視情況而定。

    3）混凝土結構形式與強度等級

    在水平結構（如梁、板、墻等）中，盡量采用中低強度等級的混凝土（C25～C35），利用后期強度R60、R90。

    泵送混凝土的迅速發展，由于流動性與和易性的要求，坍落度增加，水灰比增大，水泥強度等級提高，水泥用量、用水量、砂率均增加，骨料粒徑減小，減水劑及其它外加劑的增加等諸因素的變化，導致混凝土的收縮及水化熱作用都比以往預制裝配工程結構和中低強度等級混凝土大量增加，收縮時間延長，已為大量試驗所證實。在裂縫控制中決定混凝土抗力的是抗拉強度（極限拉伸），水泥用量及強度等級的增加，可明顯提高抗壓強度，但對抗拉強度（極限拉伸）的提高是較小的。

    同時在結構設計方面，已從過去大量運用簡支構件組合的靜定體系發展為超靜定框架和剪力墻體系，新結構體系的約束度顯著增加，約束應力也相應增加。隨著建設規模的日趨宏大，超長、超寬、超厚結構日趨增多，對結構的約束應力更是雪上加霜。混凝土高強化，缺乏考慮適用范圍就推廣到長墻、板梁、箱體等承受水平約束應力很高的結構中，導致過大的約束應力。

    2.2施工工藝

    混凝土在未凝結前，受到外力，可以有恢復作用；但初凝后，混凝土逐漸失去本身的流動性，出現裂縫恢復較難。

    1）泵送管道支撐對樓板的沖擊和振動。樓板面積比較大時，泵送管道通常架設在模板上，由于泵送管道布置彎頭較多，使泵送阻力增加，泵管輸送混凝土時的來回運動，影響到鋼筋的周期振動，對初凝后的混凝土影響很大。長時間作用條件下在混凝土中會形成裂縫，裂縫方向性很強，與鋼筋走向相同，呈方格狀或等距離分布。

    2）底板模板剛度不足，受力變形亦會造成裂縫。此種情況，常見于膠合板模板，下部支撐桿布置較稀時，未澆注前上人就可以感到模板剛度不夠，腳抬起來模板就反彈。如果澆混凝土之后混凝土雖然凝固，但未能達到足夠的強度時，此時上人做抹平、澆水或養護作業時，受上述荷載的作用，就會出現裂縫，此種裂縫呈不規劃放射網狀，裂縫集中處即是受外力集中的地方。

    3）澆注混凝土并在混凝土初凝后，模板支撐下沉，多見于挑沿處，立柱鋼管過長，無水平支撐造成模板輕微下沉，混凝土拉裂裂縫多為沿墻方向分布，長度在2m之間。

    2.3混凝土原材料

    泵送商品混凝土對原材料供應有很高的技術要求。混凝土攪拌生產環境是相當惡劣的，處于高溫、高濕、高粉塵、高振動的條件下，必須確保設備的穩定運行，稱量裝置的嚴格精確度，確保混凝土的質量。

    由于泵送混凝土的流動性要求與抗裂的要求相互矛盾，故選取在滿足泵送的坍落度下限的條件下盡可能降低水灰比。目前國內攪拌站對砂石骨料的含水率控制波動很大，影響了混凝土的水灰比。利用較精確的含水率測定儀或傳感器測出配料過程中的含水率，進行計算機處理，自動調整配料的水灰比，對于控制混凝土的收縮和提高抗裂性是必要的。

    砂石的含泥量對于混凝土的抗拉強度與收縮影響很大，我國對含泥量的規定較寬，實際施工中還經常超標。有的攪拌站，雖然檢驗資料合格，但在澆搗中發現大量泥塊和雜質，引起結構嚴重開裂。砂石骨料的粒徑應當盡可能大一些，以達到減少收縮的目的。

    攪拌站及施工單位都應根據結構強度需要和流動度的要求確定較低的坍落度，根據施工季節及運輸距離選擇適宜的出廠坍落度和送到澆筑地點的坍落度，并根據現場坍落度信息隨時調整攪拌站水灰比。

    當水灰比不變時，水和水泥的用量，即水泥漿量對于泵送狀態及收縮都有顯著影響。例如水灰比不變，水泥漿量由20%增加到25%（水泥漿占混凝土總重量比），混凝土的收縮量增大20%；如果水泥漿增加到30%，則收縮增加45%。因此，在保證可泵性和水灰比一定的條件下，應盡可能降低水泥漿量。

    砂率過高意味著細骨料多，粗骨料少，仍然起到增加收縮的作用，對抗裂不利。砂石的吸水率應盡可能小一些，以利于降低收縮。

    水泥品種的選擇應根據大體積混凝土特點，視其結構特點，以水化熱控制或收縮控制。如以水化熱控制可選用粉煤灰水泥、礦渣水泥及中熱硅酸鹽水泥；如以收縮控制，可選用普通硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等。不要輕易采用早強水泥。

    為了降低用水量，保證泵送流動度，應選擇對收縮變形有利的減水劑。相對中低強度等級的混凝土可選用普通減水劑，夏季宜選用緩凝型，而冬季可選用普通型。

    粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效應及微珠效應，具有優良性質的粉煤灰（不低于Ⅱ級），在一定摻量下（水泥重量15%～20%），混凝土強度還有所增加（包括早期強度），密實度增加，收縮變形有所減少，泌水量下降，坍落度損失減少。通常粉煤灰與減水劑共同摻入混凝土稱為“雙摻技術”。通過預配試驗會取得降低水灰比，減少水泥漿量，提高混凝土可泵性的良好效果，特別是可明顯的延緩水化熱峰值的出現，降低溫度峰值。

    2.4環境因素

    混凝土的裂縫與環境條件（施工期和施工后）有很大關系。施工過程中應注意溫濕度的變化，采取有效措施控制高溫、低溫沖擊和激烈干燥沖擊，此時，應力狀態接近彈性應力狀態，混凝土應力松弛效應無法發揮出來，特別注意澆注后經過一定時期養護的混凝土仍然需要保護（維護），不宜長期裸露。注意與氣象站的密切聯系（降溫及降雨預報），不得在雨中澆注混凝土，否則將嚴重地改變水灰比。結構施工后驗收投入使用，由于環境變化（如生產使用條件、房屋裝修改變條件），承受了新的溫度、濕度、振動（包括相鄰振動）、化學腐蝕及荷載變化影響等，都可能引起后期開裂。

    三    商品混凝土施工中的裂縫預防

    充分的養護是保證混凝土強度等特性能正常發揮和防止裂縫的重要措施之一。多年來，對商品混凝土的養護習慣上采取二次收面或薄膜養護等方法。當商品混凝土凝結時間相對較長、氣溫較高、濕度較小、風速較大時，混凝土拌合物的表面失水較快，若只采取搓毛，就會在收縮應力的作用下產生許多干燥裂縫，在這種情況下，進行二次或三次搓毛、壓面，也僅能彌合部分裂縫，不能根治裂縫，相反有時還會增加裂縫的寬度、深度。只采取薄膜養護，當氣溫較高時，局部懸鼓薄膜下面形成了高溫層，混凝土拌合物的水分蒸發得很快，造成混凝土表面失水，也會導致混凝土表面產生許多干縮裂縫。因此混凝土早期裂縫的控制必須采取綜合措施，從材料、配比和施工等多方面來防治，主要措施有：

    1）商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下，盡量減小出機坍落度、降低砂率、嚴格控制骨料的含泥量、摻加粉煤灰等混合材。配制大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如礦渣水泥、摻加膨脹劑，更重要的是施工單位要設置測溫裝置，同時采取保溫措施，如采用塑料薄膜和草袋覆蓋，以確保內外溫差小于25℃。

    2）由于混凝土加入泵送劑后，緩凝時間長，如按常規操作，待混凝土初凝后，再用抹子壓光的老辦法，表面水分已在5～6h內揮發，裂縫業已形成。為此，可以在振搗完成后，邊收漿抹面，同時立即覆蓋塑料薄膜，可將塑料薄膜卷成卷，采用后退法施工。由于塑料膜不透氣，水分不易蒸發，即使有空隙也會形成高濕度、小空間，對混凝土養護是有利的。但因塑料膜質輕，易被風吹開，故應有重物壓邊，防止吹開。

    3）降低骨料的溫度：粗細骨料分別降低10℃，可使混凝土的溫度分別降低0.50℃和0.25℃。粗細骨料可用搭棚遮陽，從底部取料的方法降溫。粗骨料預冷可分浸水法、噴灑冷水法等。但施工時要測準含水量，做出施工配合比，使混凝土中的含水量符合設計的要求，來保證混凝土的強度，減小混凝土結構的裂縫。

    4）降低拌合水的溫度：拌合水用量不大，它的比熱卻很大。若能降低拌合水的溫度，對混凝土的降溫效果是顯著的。一般拌合水降低10℃，混凝土可以降低2.5℃。地下水和自來水的溫度比地表水的溫度低，應優先采用。

    5）澆注時間安排在低溫季節或夜間：在低溫季節澆注混凝土，不僅能降低入倉溫度，也可以降低水化熱溫升。因此，對于防裂要求高且易裂的結構物最好在低溫季節施工。在高溫季節施工，日光直射下的混凝土入倉溫度比日平均氣溫高50℃左右，而在夜間澆注，則入倉溫度和日平均氣溫大體相同。因而，應把重要部位安排在夜間施工，會取得較理想的結果。

    6）減小混凝土溫度回升：縮短混凝土的運輸時間；加快混凝土的入倉速度；縮短混凝土的暴曬時間；混凝土運輸工具應有隔熱遮陽措施；采用噴水霧的方法降低倉面四周的氣溫等。

    7）做好模板支撐與鋼筋安裝。模板支撐體系的計算需經施工單位技術負責人及理工程師審核，模板安裝需牢固、穩定，在采用復合木模板的部位應加密支撐，起拱需按規定及相關經驗。拆模據同條件折模試塊強度，且要注意保護砼構件。鋼筋安裝嚴格按圖紙，綁扎牢固，間距正確，鋼筋及面筋固定架起。

    8）合理布置混凝土輸送管，輸送管支架干支撐在模板上，以消除對模板的擾動。

    9）混凝土澆注初期，一般要在表面灑水覆蓋或用塑料薄膜覆蓋，保持混凝土表面始終處于潮濕狀態，其目的是防止混凝土表面裂縫。但是試驗結果表明，延長初期潮濕養護時間僅能推遲干縮的開始，并不能減小早期的干縮。但養護到混凝土的抗拉強度大于干縮應力時，就可以不必再進行潮濕養護。

    10）混凝土在終凝前可壓實抹壓。預拌泵送混凝土在凝固時總是先形成表面的一層硬殼，如有裂縫，在混凝土表面就開始出現，而表面硬殼下的混凝土仍未硬化，此時，用木搓拍打壓實裂縫處混凝土，也是消除混凝土開裂的有效辦法。其機理是破壞混凝土中水泥收縮的應力。這個辦法在實際使用中效果良好。但要掌握好時機，不能待混凝土表面已經堅硬，裂縫發展已經很深的時候來做。

    11）模板拆除得越早，混凝土抵抗溫度裂縫的能力越差。拆模的時間最好選擇在一天中氣溫最高的中午。盡量減小混凝土構件表面與外界的溫差，以提高混凝土的抗裂性能。

    12）增加抗裂鋼筋網，在板中鋼筋稀疏的部位增加部分抗裂鋼筋、鋼絲等，也可以減少混凝土的裂縫。

    13）施工縫需正確留設及處理，施工中要注意縫口垂直模板，清理干凈，先刷一道水泥漿后再澆搗混凝土經保證新舊砼充分結合。新澆的樓板上荷載，夏天約20h后，冬天約25h后；同進要文明施工，切不可使模板、鋼筋撞擊樓板，混凝土抹平后至少24h內禁止上人；在混凝土表面走動或搬動物品。上面是在對相當數量工程實例的調查之后總結出來的，如果采取了上述措施，大部分早期裂縫都是可以避免的。

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責任編輯：王元

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