商品混凝土系指由水泥、骨料、水以及根据需要掺入的外加剂和掺合料等组分按一定的比例，在集中搅拌站（楼）经计量、拌制后出售的，并采用运输车在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物，亦称预拌混凝土。随着商品混凝土在建筑工程上的广泛应用，商品混凝土的开裂问题越来越受到人们的关注。使用单位（施工单位、监理和业主）普遍认为，与现拌混凝土相比，商品混凝土较容易出现裂缝。下面就商品混凝土产生早期裂缝的原因进行分析和探讨，同时建议采取针对性的措施防治和控制混凝土裂缝。

  一   商品混凝土的早期裂缝

  1.1商品混凝土特征

  现代商品混凝土一般是高流态混凝土。自从70年代末（1978～1979年）产生以来，以其快速高效、质量稳定、供应量大和不占用施工现场等特点得到了广泛的应用，但它的高流动性和可泵性也产生了一些负面作用，如：

  1）水泥用量增加：水泥在凝结硬化过程中体积要缩小，通常收缩率为万分之三。混凝土在硬化过程中的抗拉能力及钢筋与混凝土之间的握裹力均抵抗不了水泥的收缩。所以，水泥用量的增加也增大了裂缝出现的几率；

  2）砂率增加：一般高流态混凝土的砂率都在40％以上且骨料粒径减少，这是混凝土泵送的要求。由于细骨料的增多，减弱了混凝土之间的连接，裂缝的机会增多了；

  3）坍落度大：高流态混凝土的坍落度一般都在10cm以上，对于许多高层建筑，坍落度甚至要超过20cm。施工中发现，坍落度大、流动性大的混凝土较坍落度小、流动性小的混凝土更易出现裂缝。

  4）外加剂的影响。商品混凝土中普遍掺有外加剂（减水剂、缓凝剂、保塑剂、防水剂等）。一般认为在混凝土中掺入适量的外加剂能减少单位用水量、减少水泥用量，使混凝土的收缩值降低，有利于减少裂缝。但最近的研究表明，在水泥用量和坍落度保持不变的前提下，市场上有近一半的外加剂（包括高效减水剂和各种防水剂）所配制混凝土的28d收缩率大于基准混凝土，最大的收缩率已接近于基准混凝土的1.5倍，而且质量波动非常大[2]。外加剂的掺用可能是导致商品混凝土裂缝的重要原因。

  因此，与普通混凝土相比起来，它的收缩及水化热增加。当混凝土构件受到外界约束时，就会产生较大的收缩应力，当其超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，尤其是在高层建筑地下室墙板等大体积混凝土构件中，当地下水位较高时，还会引起渗漏等问题。

  由于这些特点，使商品混凝土出现开裂的可能性增大。再加上使用单位没有注意到这些特性变化，仍然以过去的经验来对商品混凝土结构进行配筋、施工和养护，即以旧的思维来对待新事物，这是商品混凝土普遍产生裂缝的最根本原因。

  1.2商品混凝土典型裂缝

  商品混凝土裂缝多发生在早期（一般发生在三天以前），这时大多数构筑物还没有承受荷载。商品混凝土成型后出现的早期裂缝，主要是由于混凝土在凝结和硬化过程中产生的收缩变形引起的。其中收缩可分为五大类：塑性收缩、干燥收缩、自收缩、热收缩和碳化收缩。其中前四种收缩对商品混凝土早期裂缝影响较大。

  典型的商品混凝土早期裂缝有：

  1）大面积楼板产生的裂缝。一般发生在混凝土初凝前后，多发生在梁板交界处、厚度突变处和梁板钢筋上部，春夏和夏秋季节转换时最容易发生；

  2）大体积混凝土温度裂缝；

  3）地下室外墙裂缝。裂缝非常有规律，即在墙体长度方向等间距分布的垂直裂缝，裂缝宽度呈现橄榄状（中间宽，两头小）一般为贯穿性裂缝，且大多在拆模前就已形成；

  4）高速公路路面或高架桥面板成型后出现不规则的表面裂缝（纵向、横向等概率分布）。

  二   商品混凝土早期裂缝成因分析

  2.1结构设计

  商品混凝土在施工中出现开裂，人们往往把责任推向商品混凝土供应商和施工单位，而忽略了设计单位也有可能要负一定的责任。由于安全系数取的过高，而导致配筋上过密、过粗，甚至出现结构设计不合理，从而导致混凝土的开裂。因此要避免商品混凝土在施工中出现危害裂缝，需要设计单位、施工单位、商品混凝土供应商三方面共同努力。

  1）结构温度伸缩缝间距

  根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89），为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂，采取永久式伸缩的方法，伸缩缝允许间距为0～55m（室内或土中长墙、剪力墙结构及框架结构），露天条件下为20～35m。规范的附注中又明确指出：如有充分依据和可靠措施时，上述规定可以增减。其它有关的规程中还有允许采用“后浇带”取代伸缩缝的办法。

  2）构造配筋

  设计时注意构造配筋十分重要，它对结构抗裂影响很大。但目前国内外对此都不够重视。对连续式板不宜采用分离式配筋，应采用上下两层（包括受压区）连续式配筋；对转角处的楼板（受双向约束较大）宜配上下两层放射筋，孔洞处配加强筋；对混凝土梁的腰部增配构造钢筋，其直径为8～14mm，间距约200mm，视情况而定。

  3）混凝土结构形式与强度等级

  在水平结构（如梁、板、墙等）中，尽量采用中低强度等级的混凝土（C25～C35），利用后期强度R60、R90。

  泵送混凝土的迅速发展，由于流动性与和易性的要求，坍落度增加，水灰比增大，水泥强度等级提高，水泥用量、用水量、砂率均增加，骨料粒径减小，减水剂及其它外加剂的增加等诸因素的变化，导致混凝土的收缩及水化热作用都比以往预制装配工程结构和中低强度等级混凝土大量增加，收缩时间延长，已为大量试验所证实。在裂缝控制中决定混凝土抗力的是抗拉强度（极限拉伸），水泥用量及强度等级的增加，可明显提高抗压强度，但对抗拉强度（极限拉伸）的提高是较小的。

  同时在结构设计方面，已从过去大量运用简支构件组合的静定体系发展为超静定框架和剪力墙体系，新结构体系的约束度显著增加，约束应力也相应增加。随着建设规模的日趋宏大，超长、超宽、超厚结构日趋增多，对结构的约束应力更是雪上加霜。混凝土高强化，缺乏考虑适用范围就推广到长墙、板梁、箱体等承受水平约束应力很高的结构中，导致过大的约束应力。

  2.2施工工艺

  混凝土在未凝结前，受到外力，可以有恢复作用；但初凝后，混凝土逐渐失去本身的流动性，出现裂缝恢复较难。

  1）泵送管道支撑对楼板的冲击和振动。楼板面积比较大时，泵送管道通常架设在模板上，由于泵送管道布置弯头较多，使泵送阻力增加，泵管输送混凝土时的来回运动，影响到钢筋的周期振动，对初凝后的混凝土影响很大。长时间作用条件下在混凝土中会形成裂缝，裂缝方向性很强，与钢筋走向相同，呈方格状或等距离分布。

  2）底板模板刚度不足，受力变形亦会造成裂缝。此种情况，常见于胶合板模板，下部支撑杆布置较稀时，未浇注前上人就可以感到模板刚度不够，脚抬起来模板就反弹。如果浇混凝土之后混凝土虽然凝固，但未能达到足够的强度时，此时上人做抹平、浇水或养护作业时，受上述荷载的作用，就会出现裂缝，此种裂缝呈不规划放射网状，裂缝集中处即是受外力集中的地方。

  3）浇注混凝土并在混凝土初凝后，模板支撑下沉，多见于挑沿处，立柱钢管过长，无水平支撑造成模板轻微下沉，混凝土拉裂裂缝多为沿墙方向分布，长度在2m之间。

  2.3混凝土原材料

  泵送商品混凝土对原材料供应有很高的技术要求。混凝土搅拌生产环境是相当恶劣的，处于高温、高湿、高粉尘、高振动的条件下，必须确保设备的稳定运行，称量装置的严格精确度，确保混凝土的质量。

  由于泵送混凝土的流动性要求与抗裂的要求相互矛盾，故选取在满足泵送的坍落度下限的条件下尽可能降低水灰比。目前国内搅拌站对砂石骨料的含水率控制波动很大，影响了混凝土的水灰比。利用较精确的含水率测定仪或传感器测出配料过程中的含水率，进行计算机处理，自动调整配料的水灰比，对于控制混凝土的收缩和提高抗裂性是必要的。

  砂石的含泥量对于混凝土的抗拉强度与收缩影响很大，我国对含泥量的规定较宽，实际施工中还经常超标。有的搅拌站，虽然检验资料合格，但在浇捣中发现大量泥块和杂质，引起结构严重开裂。砂石骨料的粒径应当尽可能大一些，以达到减少收缩的目的。

  搅拌站及施工单位都应根据结构强度需要和流动度的要求确定较低的坍落度，根据施工季节及运输距离选择适宜的出厂坍落度和送到浇筑地点的坍落度，并根据现场坍落度信息随时调整搅拌站水灰比。

  当水灰比不变时，水和水泥的用量，即水泥浆量对于泵送状态及收缩都有显著影响。例如水灰比不变，水泥浆量由20%增加到25%（水泥浆占混凝土总重量比），混凝土的收缩量增大20%；如果水泥浆增加到30%，则收缩增加45%。因此，在保证可泵性和水灰比一定的条件下，应尽可能降低水泥浆量。

  砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，仍然起到增加收缩的作用，对抗裂不利。砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。

  水泥品种的选择应根据大体积混凝土特点，视其结构特点，以水化热控制或收缩控制。如以水化热控制可选用粉煤灰水泥、矿渣水泥及中热硅酸盐水泥；如以收缩控制，可选用普通硅酸盐水泥及粉煤灰水泥等。不要轻易采用早强水泥。

  为了降低用水量，保证泵送流动度，应选择对收缩变形有利的减水剂。相对中低强度等级的混凝土可选用普通减水剂，夏季宜选用缓凝型，而冬季可选用普通型。

  粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，具有优良性质的粉煤灰（不低于Ⅱ级），在一定掺量下（水泥重量15%～20%），混凝土强度还有所增加（包括早期强度），密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少。通常粉煤灰与减水剂共同掺入混凝土称为“双掺技术”。通过预配试验会取得降低水灰比，减少水泥浆量，提高混凝土可泵性的良好效果，特别是可明显的延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值。

  2.4环境因素

  混凝土的裂缝与环境条件（施工期和施工后）有很大关系。施工过程中应注意温湿度的变化，采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击，此时，应力状态接近弹性应力状态，混凝土应力松弛效应无法发挥出来，特别注意浇注后经过一定时期养护的混凝土仍然需要保护（维护），不宜长期裸露。注意与气象站的密切联系（降温及降雨预报），不得在雨中浇注混凝土，否则将严重地改变水灰比。结构施工后验收投入使用，由于环境变化（如生产使用条件、房屋装修改变条件），承受了新的温度、湿度、振动（包括相邻振动）、化学腐蚀及荷载变化影响等，都可能引起后期开裂。

  三   商品混凝土施工中的裂缝预防

  充分的养护是保证混凝土强度等特性能正常发挥和防止裂缝的重要措施之一。多年来，对商品混凝土的养护习惯上采取二次收面或薄膜养护等方法。当商品混凝土凝结时间相对较长、气温较高、湿度较小、风速较大时，混凝土拌合物的表面失水较快，若只采取搓毛，就会在收缩应力的作用下产生许多干燥裂缝，在这种情况下，进行二次或三次搓毛、压面，也仅能弥合部分裂缝，不能根治裂缝，相反有时还会增加裂缝的宽度、深度。只采取薄膜养护，当气温较高时，局部悬鼓薄膜下面形成了高温层，混凝土拌合物的水分蒸发得很快，造成混凝土表面失水，也会导致混凝土表面产生许多干缩裂缝。因此混凝土早期裂缝的控制必须采取综合措施，从材料、配比和施工等多方面来防治，主要措施有：

  1）商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下，尽量减小出机坍落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量、掺加粉煤灰等混合材。配制大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如矿渣水泥、掺加膨胀剂，更重要的是施工单位要设置测温装置，同时采取保温措施，如采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保内外温差小于25℃。

  2）由于混凝土加入泵送剂后，缓凝时间长，如按常规操作，待混凝土初凝后，再用抹子压光的老办法，表面水分已在5～6h内挥发，裂缝业已形成。为此，可以在振捣完成后，边收浆抹面，同时立即覆盖塑料薄膜，可将塑料薄膜卷成卷，采用后退法施工。由于塑料膜不透气，水分不易蒸发，即使有空隙也会形成高湿度、小空间，对混凝土养护是有利的。但因塑料膜质轻，易被风吹开，故应有重物压边，防止吹开。

  3）降低骨料的温度：粗细骨料分别降低10℃，可使混凝土的温度分别降低0.50℃和0.25℃。粗细骨料可用搭棚遮阳，从底部取料的方法降温。粗骨料预冷可分浸水法、喷洒冷水法等。但施工时要测准含水量，做出施工配合比，使混凝土中的含水量符合设计的要求，来保证混凝土的强度，减小混凝土结构的裂缝。

  4）降低拌合水的温度：拌合水用量不大，它的比热却很大。若能降低拌合水的温度，对混凝土的降温效果是显著的。一般拌合水降低10℃，混凝土可以降低2.5℃。地下水和自来水的温度比地表水的温度低，应优先采用。

  5）浇注时间安排在低温季节或夜间：在低温季节浇注混凝土，不仅能降低入仓温度，也可以降低水化热温升。因此，对于防裂要求高且易裂的结构物最好在低温季节施工。在高温季节施工，日光直射下的混凝土入仓温度比日平均气温高50℃左右，而在夜间浇注，则入仓温度和日平均气温大体相同。因而，应把重要部位安排在夜间施工，会取得较理想的结果。

  6）减小混凝土温度回升：缩短混凝土的运输时间；加快混凝土的入仓速度；缩短混凝土的暴晒时间；混凝土运输工具应有隔热遮阳措施；采用喷水雾的方法降低仓面四周的气温等。

  7）做好模板支撑与钢筋安装。模板支撑体系的计算需经施工单位技术负责人及理工程师审核，模板安装需牢固、稳定，在采用复合木模板的部位应加密支撑，起拱需按规定及相关经验。拆模据同条件折模试块强度，且要注意保护砼构件。钢筋安装严格按图纸，绑扎牢固，间距正确，钢筋及面筋固定架起。

  8）合理布置混凝土输送管，输送管支架干支撑在模板上，以消除对模板的扰动。

  9）混凝土浇注初期，一般要在表面洒水覆盖或用塑料薄膜覆盖，保持混凝土表面始终处于潮湿状态，其目的是防止混凝土表面裂缝。但是试验结果表明，延长初期潮湿养护时间仅能推迟干缩的开始，并不能减小早期的干缩。但养护到混凝土的抗拉强度大于干缩应力时，就可以不必再进行潮湿养护。

  10）混凝土在终凝前可压实抹压。预拌泵送混凝土在凝固时总是先形成表面的一层硬壳，如有裂缝，在混凝土表面就开始出现，而表面硬壳下的混凝土仍未硬化，此时，用木搓拍打压实裂缝处混凝土，也是消除混凝土开裂的有效办法。其机理是破坏混凝土中水泥收缩的应力。这个办法在实际使用中效果良好。但要掌握好时机，不能待混凝土表面已经坚硬，裂缝发展已经很深的时候来做。

  11）模板拆除得越早，混凝土抵抗温度裂缝的能力越差。拆模的时间最好选择在一天中气温最高的中午。尽量减小混凝土构件表面与外界的温差，以提高混凝土的抗裂性能。

  12）增加抗裂钢筋网，在板中钢筋稀疏的部位增加部分抗裂钢筋、钢丝等，也可以减少混凝土的裂缝。

  13）施工缝需正确留设及处理，施工中要注意缝口垂直模板，清理干净，先刷一道水泥浆后再浇捣混凝土经保证新旧砼充分结合。新浇的楼板上荷载，夏天约20h后，冬天约25h后；同进要文明施工，切不可使模板、钢筋撞击楼板，混凝土抹平后至少24h内禁止上人；在混凝土表面走动或搬动物品。上面是在对相当数量工程实例的调查之后总结出来的，如果采取了上述措施，大部分早期裂缝都是可以避免的。

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