浅谈掺硅粉高性能砼施工中的裂缝控制

马瞻

马瞻（中铁四局五公司，江西九江332000）

摘要：硅粉混凝土在实践中出现了裂缝，本文主要对其进行了勘察分析，并提出了防治产生裂缝的方法和治理裂缝的详细措施。这些措施对于施工具有实用价值。

关键词：硅粉；混凝土；裂缝；措施

1硅粉混凝土的主要特点及存在的问题

1.1硅粉混凝土的主要特点。硅粉颗粒极细、活性很高，是一种改善混凝土性能的掺合料之一。通过在混凝土中掺入硅粉，对混凝土产生三个方面效果：

（1）改善混凝土拌和物的和易性。由于硅粉颗粒极细，比表面积大，其需水量为普通水泥的130%~150%，故混凝土流动性随硅粉掺量增加而减小。（2）可配制高强混凝土。硅粉的活性很高，当与高效减水剂配合掺入混凝土时，可显著提高混凝土强度。在水泥用量相当的情况下，掺入硅粉可使混凝土的抗压强度提高1.3~2.3倍，可配制出28d龄期抗压强度达100MPa以上的超高强混凝土。（3）改善混凝土的孔隙结构，提高耐久性。研究试验结果证明，硅粉掺量8%左右时，抗渗性可提高到W10以上；抗冻性也明显提高；抗空蚀强度提高1.6倍以上，抗水沙冲磨强度提高1.3~3.5倍，且具有比其它抗冲耐磨材料（如花岗岩条石、铸铁块等等）具有价廉、施工方便等优点。因而广泛用于水工建筑物的抗冲刷部位如水闸底板、消力池、大坝泄流洞、溢洪道等部位。

因此，在混凝土中掺入硅粉，并结合使用高效减水剂和粉煤灰，不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点，还可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性能，使混凝土具备良好的和易性，还能减少单位水泥用量和减轻温控负担。

1.2硅粉高性能混凝土存在的问题。从当前研究来看，掺硅粉的高性能混凝土在性能上还存在以下几个问题：

（1）自缩，由于高性能硅粉混凝土微管中水分的蒸发与凝聚而产生的收缩，使混凝土的表面产生裂缝，这对高性能混凝土的抗碳化、抗冻融循环作用以及抗氯离子扩散等都是不利的；也降低了高性能混凝土的耐久性。（2）“湿胀”引起的表面裂缝，高性能混凝土的水泥用量高、水灰比低，当硬化后长期处于水中时，水分通过微管扩散到内部，未水化的水泥颗粒进一步水化，产生膨胀，这也会使高性能混凝土表面产生裂缝。（3）高性能混凝土的应力-应变曲线与普通混凝土不同，不能用普通混凝土的固定理论去分析高性能混凝土。

2防治裂缝的施工工艺控制

2.1施工工艺分析。（1）配合比设计。硅粉的掺入方法分为内掺和外掺。a.内掺法：用硅粉替代水泥，又分等量替代和部分替代，等量替代为硅粉掺量替代相等量的水泥，部分替代为1kg硅粉可取代1～3kg水泥，水灰比一般保持不变。b.外掺法：水泥用量不变，掺加硅粉则显著提高混凝土强度和其它性能.混凝土掺入硅粉时有一定坍落度损失，因此，硅粉须与减水剂联合使用。（2）搅拌方法。掺硅粉路面混凝土在搅拌过程中，应保证硅粉能均匀分散在混凝土中，为此投料顺序应该为：投入粗骨料+75%水+硅粉+50%细骨料，搅拌15～30s，然后投入水泥+外加剂+50%细骨料+25%水+外加剂，搅拌至均匀，搅拌时间比普通混凝土延长30～60s，切忌将硅粉加入已拌和的混凝土中。（3）施工方法及其他注意事项。硅粉较轻，严禁高空抛洒材料，防止硅粉飞扬。硅粉为编织袋套塑料内密封袋包装。在贮存和运输过程中应防雨、防潮。掺硅粉混凝土施工基本与普通混凝土的施工一样，但施工中良好地组织与振动密实很有必要。硅粉混凝土早强的性能会使终凝时间提前，在抹面时应加注意；同时掺硅粉会提高混凝土的粘滞性和大幅度减少泌水，使抹面困难，必要时应采用带振动功能的抹面设备。

2.2裂缝的预防措施。（1）混凝土的浇注。混凝土浇注应选择一天中温度较低的时候进行，采用插入式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍，对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝土离析。（2）混凝土养护。不论是收缩裂缝还是温度裂缝，混凝土的养护最为关键。等混凝土脱模之后才开始洒水养护的方法是错误的。混凝土浇注收浆完成后，尽快草帘覆盖和洒水养护，使混凝土表面始终保持在湿润状态，不允许混凝土在高温下裸露暴晒。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，混凝土浇注完成后必须在侧模外喷水散热，以免混凝土由于温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大产生裂缝，养护时间不少于两周。

2.3芯模。充气胶囊在使用前应经过检查，不得漏气，有些空心板混凝土顶面裂缝就是由于混凝土在未达到2.5MPa时，芯模漏气，致使顶面混凝土开裂。因此，预制之前检查芯模是否完好格外重要。

3裂缝处理措施

3.1为减少施工中产生的裂缝所采取的措施。硅粉混凝土裂缝产生后，施工单位吸取经验，为减少裂缝的进一步产生，主要采取了以下措施：

（1）对混凝土骨料堆存及进料进行了整改，从而降低了混凝土出机口温度；（2）优化混凝土配合比设计，掺加高效减水剂和粉煤灰，降低水泥用量，从而达到了降低水泥发热量、控制混凝土温度上升的目的；（3）选用优质低热水泥，降低水泥发热量；（4）加强混凝土振捣，浇筑完成后，立即挂上保湿帘子洒水养护，以控制混凝土初期水化热。

3.2对混凝土产生裂缝处的处理措施。（1）勘缝。a.了解每条裂缝的长度、宽度及倾角，并详细记录，对每条裂缝进行编号。b.在条件允许的情况下进行取芯，以观察缝的深度和走向，进而确定施工方案及压力大小。在条件允许的情况下，可用压水法检测缝深及走向。（2）钻孔。采用骑缝孔和穿缝斜孔相结合的方法，对每条裂缝按长度25～40cm左右钻1个孔，孔距可根据缝的宽度作适当调整。（3）埋设灌浆嘴管。a.灌浆嘴管采用?准6×4mm铜管及厚1.5mm，宽25mm的铁板制成，灌浆塞由小口径无缝钢管及橡胶氧气管制成，灌浆管采用与钢管匹配的氧气管或塑料软管。b.埋设灌浆管嘴前，把裂缝左右2cm范围内的混凝土表面清理干净，以确保无灰尘及其他杂物。若发现混凝土表面被油脂污染，应沿裂缝或接缝开口处将混凝土凿开，直至新鲜混凝土。c.将注浆嘴用麦斯特1483环氧胶泥粘在混凝土表面预定位置，使其穿骑裂缝，注浆嘴的间距一般为25～50cm。（4）用打气筒压缩空气按顺序将每个注浆嘴吹一遍，然后将注浆嘴盖好。

结束语

高性能混凝土（HPC）中通常水胶比较低、高效减水剂用量大，以及使用硅粉。文中在搜集资料的基础上，介绍了掺硅粉混凝土的特点和硅粉对混凝土裂缝控制的影响，以及目前在高性能混凝土发展方面还存在的问题。关于硅粉在高性能混凝土应用还未取得极至效果，还需广大同仁继续努力，解决目前所面临的问题，极至发挥硅粉对混凝土的改善性能作用。只要在施工中注意好技术要点，加强施工控制和管理，尤其提高养护质量，硅粉混凝土的易开裂的通病是可以控制和避免的。

参考文献

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