摘要：本文总结了近年来预拌混凝土的发展趋势，针对泵送商品混凝土早期裂缝产生的各种问题上进行成因分析，并给出了混凝土裂缝处理的有效方法。
关键词：预拌混凝土 发展趋势 施工期裂缝 成因分析 防治措施
现浇混凝土结构在正常使用前，即在施工期间经常发生开裂，这些裂缝可能会对建筑使用功能、承载能力、耐久性及观感、用户心理等造成不良影响，此时结构尚未承受正常使用情况下的全部荷载，裂缝多因间接作用（非荷载变形，如收缩、温度等）引起。施工期间因间接作用引起的混凝土开裂与在结构正常使用期间因荷载作用引起的开裂在成因、危害及防治措施等方面均不相同。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
1、裂缝的种类及成因分析
在混凝土结构物中，裂缝通常有两种形式：一种是肉眼可以看见的宏观裂缝（>0.03mm～0.05mm），另外一种是肉眼看不出来的微观裂缝[1]。文中所说的裂缝专指宏观裂缝。
1.1 收缩裂缝
这种裂缝一般产生于混凝土的塑性阶段，如因失水而产生的干燥裂缝、自身收缩裂缝等。
1.2 荷载引起的裂缝
1）由于盲目赶工期，在楼层混凝土浇筑完毕后不足48h的养护时间，在强度不足的情况下就忙着进行材料吊运、堆载等施工活动，混凝土受到冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。2）混凝土尚未达到设计强度前，过早拆除支撑导致开裂。
1.3 沉降及过振裂缝
1）混凝土在自重力作用下，因受钢筋、模板等外界约束而产生沉降开裂。2）由于商品混凝土坍落度大，砂率较大，水泥浆的含量相对较多，浇筑速度快，在振捣时因过振，造成石子下沉，在混凝土的上表面留一层净水泥砂浆的现象，降低了混凝土的抗拉能力，在混凝土的表面产生一些裂缝。
1.4 温度收缩及温差裂缝
由于预拌混凝土坍落度大，用水量多，水化热大，在水化进行过程中，随着放热量的增加，混凝土内部温度升高，这时表现在力学上混凝土受压应力，当水泥水化放热，温度达到一个最高峰值时，此时混凝土内部的压应力也达到最大值，随着水化热的逐渐降低，混凝土所受的压应力也在逐渐减小，当温度降到某一数值时，此时混凝土内压应力为零。这个温度被称为零应力温度，当温度进一步降低时，混凝土内受力表现为拉应力，当拉应力增大到可以克服混凝土的抗拉力时，即混凝土收缩开裂
2、预拌混凝土技术的新发展
现浇混凝土结构在施工期间开裂现象的增加与建筑技术及混凝土技术的新发展密切相关，这些新发展对预拌混凝土裂缝的产生主要体现在以下五个方面
2.1 混凝土结构大体量、超复杂的要求
大体量、体型复杂建筑的使用导致超长、大体积、大面积且约束条件复杂的混凝土构件大量出现。同时，出于建筑功能、建筑外观装饰或施工条件的需要，越来越多的要求无缝或较少留缝施工，也会导致设计、施工难度加大，容易在施工期间因较大的温差、收缩变形产生开裂。
东莞玉兰大剧院地下室一层外墙长达420，高分别为6.8m和5m，由弧形墙、斜形墙、斜柱和异形柱组成，约束条件复杂。地下室外墙混凝土浇筑施工时，以后浇带分为四个施工段，最长施工段曲面墙体长达198。
中央电视台新台址建设工程CCTV主楼底板最厚达10.9，采用C40混凝土，最大钢筋直径50。底板混凝土由四家预拌混凝土站统一原材料、统一配合比供应，23台混凝土泵车同时浇筑，每小时混凝土浇筑量达630m，混凝土浇筑组织工作难度很大。
长沙卷烟厂联合工业厂房B、C区段多层面超大面积混凝土地面，共20520m2，采用无缝施工技术。
广州新电视塔总高度610m，塔体由钢筋混凝土核心筒和钢结构外筒组成。混凝土核心筒的横剖面为椭圆形，其外墙内壁长短轴分别为17m和14m，垂直向上不变，核心筒墙体底部厚度1200mm，以每次减少100mm的幅度分阶段变化到顶部厚度400mm。24根钢管立柱从地下室开始，以互不相同的倾斜角度直达塔顶，与钢管环梁和斜撑共同组成钢结构外筒。混凝土墙体约束复杂。
2.2 混凝土强度等级的提高
高层、超高层或大跨、超大跨建筑采用的混凝土强度等级提高。施工中就高不就低的做法也使实际混凝土强度等级更高。试验表明，混凝土强度等级提高，其抗拉强度并没有成比例提高，高强度混凝土早期收缩值明显变大，早期抗裂性能劣化。
20世纪80年代以前，我国常用的混凝土等级相当于C8～C18，到了80年代，工程中应用的混凝土强度等级一般为C20～C30，超过C50的很少，多出现肥梁、胖柱、深基、厚墙，加大了结构的自重负荷，降低了结构的有效承载能力，同时也增加了材料、运输、加工等施工中的各项费用。20世纪90年代以来，工程中应用的混凝土强度等级有了较大的提高，目前C30以上的混凝土使用已很普遍，C40～C50的混凝土已无困难，C60甚至C80及更高的高强度等级混凝土也已开始使用[2]。
工程实践表明，C40及以上强度等级的混凝土墙、板等构件比C40以下强度等级的混凝土构件更容易在施工期间开裂。上海地区地下室外墙施工期间开裂情况的调查表明，开裂的工程中混凝土强度等级在C40及以上的占近70%[3]。
2.3 预拌混凝土的迅速推广
预拌混凝土的大量推广使用，在一定程度上催生了混凝土生产与使用分离的管理模式，增大了混凝土工程施工组织管理的难度，其性能也有所改变，从而更容易产生施工期间开裂等质量问题。
1903年德国建造了世界上第一座预拌混凝土工厂，但由于客观条件限制发展速度缓慢。20世纪30年代，美国为开发中西部水利而兴建不少大坝工程时，较多地采用了集中搅拌的大型化工厂生产方式，为近代盛行的预拌混凝土工业奠定了基础。自50年代液压传动技术在机械行业得到广泛应用后，预拌混凝土得到了较快地发展，目前在经济发达国家，预拌混凝土的产量几乎占全部混凝土产量的60%以上，美国、日本等占80%以上。
我国预拌混凝土技术发展起步较晚，70年代末，首次从日本购进成套混凝土搅拌站、搅拌输送车、混凝土输送泵，开始了我国预拌混凝土生产的泵送施工。1978年常州市建立预拌混凝土搅拌站，以商品形式向用户提供混凝土。同年，上海宝钢购进日本成套设备，建成年生产能力为50万吨的预拌混凝土搅拌站。
预拌混凝土技术是现浇混凝土技术的重大进步，但这种生产管理模式将本来有机统一的混凝土生产、施工过程割裂开来，这种模式下，混凝土原材料选择、配合比设计、搅拌、运输等过程一般由混凝土预拌企业完成，而构件的模板搭设、混凝土的浇筑、养护、模板拆除等过程由建筑企业承担，这加大了混凝土生产、施工的组织管理难度。
2.4 混凝土的流动性增大
泵送施工极大地提高了混凝土的浇筑速度，也改变了混凝土拌合物的某些性能，某些方面对混凝土早期裂缝的防治不利。
混凝土泵送施工与混凝土预拌一样，也是混凝土技术的重大进步，但出于泵送的需要，其一般要求混凝土拌合物有较好的可泵性能，即较大的流动度，较好的粘聚性，泵送过程不离析，泌水小。
上海市建筑科学研究院对上海市的140多家现浇混凝土楼板用商品混凝土的坍落度进行了统计，商品混凝土常用坍落度在160mm以上。
与一般干硬性混凝土相比，同一强度等级的混凝土，泵送施工时用水量较达、水泥用量较多、粗骨料粒径较小、砂率较高，这些均会导致混凝土的早期收缩加大，更容易出现裂缝。
2.5 混凝土外加剂种类的增多
水泥性能的改变及掺合料、外加剂等组份的大量使用使混凝土的早期体积稳定性劣化。
1999年新水泥标准提高了水泥强度，尤其是早期强度，水泥生产企业多以提高铝酸三钙（C3A）和水泥细度来达到目标。水泥细度的增大使拌合混凝土所需的用水量增加，混凝土的和易性下降，不利于施工操作；同时，使混凝土的干燥收缩增大，表面裂缝相对增多，导致混凝土生产质量的下降。另外，水泥中铝酸三钙含量提高会较大地增加水化热，容易导致混凝土温度裂缝的发生，也会加快混凝土干燥收缩的早期发展，对混凝土温度、收缩裂缝的防治不利。
掺合料、外加剂的大量使用会引起相容性问题。掺合料、外加剂选用不当，会显著增加收缩。试验表明，矿渣水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大，快硬水泥收缩较大。
3、结语
通过对混凝土裂缝的成因分析，可知混凝土裂缝的产生是可以控制和预防的，主要造成混凝土开裂的主要因素包括选材、配比、施工、养护、设计等。具体施工中还要靠施工技术人员多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，减少混凝土表面裂缝的产生，避免出现混凝土的贯通性裂缝等有害裂缝，提高混凝土施工技术水平，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献
[1]赵双社.建筑工程混凝土裂缝成因分析与处理[J].建筑科学，2012，04（中）：176.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[3]徐有邻，周氐.混凝土结构设计规范理解与应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：48.
