摘要：結(jié)合混凝土原材料的特性和配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化兩個(gè)方面簡(jiǎn)述了混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因，提出了避免混凝土早期裂縫產(chǎn)生的控制方法，以達(dá)到從源頭上避免和減少裂縫產(chǎn)生的目的。

關(guān)鍵詞：配合比 原材料 裂縫 外加劑

中圖分類(lèi)號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-291X（2011）25-0333-02

凝土裂縫的控制幾乎成了永恒的課題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和攻關(guān)，也只能是盡可能地減少裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)工程實(shí)踐和理論分析，所有的混凝土都是帶縫運(yùn)行的，對(duì)混凝土的壽命和結(jié)構(gòu)運(yùn)行或多或少有潛在的質(zhì)量危害，甚至有些裂縫在使用荷載、自身應(yīng)力以及外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷衍生和擴(kuò)展，削弱混凝土的強(qiáng)度，降低混凝土的耐久性能，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生崩裂和垮塌事故。裂縫作為材料的一種特性是不可避免的，但是，最大限度地減少裂縫產(chǎn)生依然是當(dāng)今混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用的研究重點(diǎn)。所以，了解和掌握混凝土配合比和原材料對(duì)裂縫的影響是非常必要的。

一、原材料對(duì)混凝土裂縫的影響

混凝土是由膠凝材料、水、粗細(xì)骨料按適當(dāng)比例拌制，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。然而，一些材料的應(yīng)用不當(dāng)會(huì)造成混凝土硬化時(shí)產(chǎn)生裂縫。

1.水泥。受水泥影響而產(chǎn)生的裂縫一般都是溫度應(yīng)力縫，也有受自身體積膨脹（安定性不穩(wěn)定）產(chǎn)生的裂縫，而正確合理地選用水泥等級(jí)和品種能較大限度地減少這種裂縫的產(chǎn)生。（1）水泥品種。對(duì)于一些低等級(jí)要求的混凝土，錯(cuò)誤使用高品質(zhì)水泥，一旦養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或內(nèi)外溫度梯度較大，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而使混凝土開(kāi)裂。（2）水泥強(qiáng)度等級(jí)。受傳統(tǒng)觀念或條件的影響，錯(cuò)誤地認(rèn)為所用水泥的強(qiáng)度越高越好，低等級(jí)混凝土使用高等級(jí)水泥，并且為了滿足混凝土工作度的要求，超量使用水泥，既浪費(fèi)了材料又因水泥集中水化溫度升高，使混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力得不到釋放而造成混凝土開(kāi)裂。據(jù)資料表明，使用普通硅酸鹽水泥的混凝土3d的強(qiáng)度可達(dá)到齡期強(qiáng)度的 50％以上，7d時(shí)混凝土內(nèi)部溫度可達(dá)到40℃以上，然而，這種裂縫是無(wú)法愈合的，隨時(shí)間的推移會(huì)向更深發(fā)展，即便采用固結(jié)灌漿的方法也不能愈合，往往會(huì)成為混凝土結(jié)構(gòu)物破壞的誘導(dǎo)縫。（3）水泥品質(zhì)。水泥的勻質(zhì)性也是影響混凝土質(zhì)量的重要因素，一些水泥的質(zhì)量不穩(wěn)定，強(qiáng)度或高或低，而且不及時(shí)調(diào)整水泥用量，會(huì)造成混凝土整體強(qiáng)度發(fā)展不一致，形成應(yīng)力差，造成混凝土的開(kāi)裂。這種裂縫不太明顯，但同樣影響混凝土的整體結(jié)構(gòu)性能。

2.骨料。骨料造成混凝土開(kāi)裂的主要原因是有害雜質(zhì)和本身的強(qiáng)度以及化學(xué)成分。（1）細(xì)骨料 。1）細(xì)度模數(shù)。當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)小時(shí)，砂顆粒的比表面積相對(duì)增大，這時(shí)需要加大膠凝材料用量，同時(shí)增加混凝土的用水量，終凝后的混凝土由于表面水分損失，在混凝土的表面形成較多的細(xì)小裂縫，簡(jiǎn)稱(chēng)龜裂。2）有害物質(zhì)。砂的有害物質(zhì)一般是指砂內(nèi)含有云母、黏土、淤泥、粉砂、泥塊等，這些物質(zhì)粘附在砂的表面，妨礙水泥與砂的黏結(jié)，降低混凝土的強(qiáng)度，同時(shí)增加混凝土的用水量，從而加大了混凝土的收縮，使混凝土產(chǎn)生裂縫。另外，降低耐久性能，使混凝土在惡劣氣候環(huán)境下凍脹開(kāi)裂。（2）粗骨料。1）石料的強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō)，在混凝土未受外力作用之前，由于砂漿體積變化而產(chǎn)生的拉應(yīng)力很容易破壞粗骨料與砂漿的膠結(jié)界面，形成許多分布很亂的界面裂縫，這時(shí)如果骨料自身的強(qiáng)度很低，這些拉應(yīng)力會(huì)將骨料破壞，并隨著界面裂縫的增加逐步發(fā)展。這些裂縫一旦受到外力的作用就會(huì)進(jìn)一步延伸、匯合、擴(kuò)大，很容易破壞混凝土的整體結(jié)構(gòu)。2）活性氧化硅。水泥中堿性氧化物水解后形成的氫氧化鈉和氫氧化鉀與骨料中的活性氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在骨料表面生成堿—硅酸凝膠，這種凝膠吸水后不斷膨脹就會(huì)把水泥石脹裂，也就是平常所說(shuō)的“堿骨料反應(yīng)”。這種反應(yīng)造成的危害特別大，而且隨著時(shí)間的推移越來(lái)越嚴(yán)重，造成混凝土結(jié)構(gòu)物的承載力大幅度降低，直至完全破壞。3）級(jí)配。當(dāng)骨料級(jí)配不好時(shí)，需要過(guò)量的水泥砂漿來(lái)覆裹骨料和填充骨料的空隙，這樣會(huì)造成水泥砂漿過(guò)量，水化時(shí)的應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫。

3.外加劑。當(dāng)今，大部分混凝土摻加了外加劑，而且有些行業(yè)的施工規(guī)范（水利水電施工規(guī)范）已經(jīng)明確規(guī)定混凝土必須摻加外加劑，可見(jiàn)外加劑在混凝土中的重要性。但是外加劑的應(yīng)用不當(dāng)會(huì)給混凝土質(zhì)量造成危害，比如膨脹劑，添加在混凝土中的機(jī)理是先期混凝土體積微膨脹用以補(bǔ)償混凝土的收縮，最終達(dá)到混凝土澆筑時(shí)的體積不變或微變，用來(lái)減少由混凝土的干縮而引起的變形，但是如果添加過(guò)量，就會(huì)使混凝土在強(qiáng)度增長(zhǎng)的過(guò)程中快速崩裂，使結(jié)構(gòu)物完全破壞。另外，一些外加劑內(nèi)堿含量超標(biāo)誘發(fā)骨料中的堿集料反應(yīng)，引發(fā)混凝土體積膨脹產(chǎn)生裂縫。 二、配合比設(shè)計(jì)對(duì)混凝土裂縫的影響

配合比是混凝土生產(chǎn)中最基本的依據(jù)，由試驗(yàn)室根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程經(jīng)過(guò)室內(nèi)試配獲得。但是，一個(gè)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕炷僚浜媳炔粌H會(huì)浪費(fèi)材料或不能滿足施工要求，嚴(yán)重時(shí)也能造成混凝土的裂縫。

1.水泥品種和用量。選用水泥的核心問(wèn)題是如何防止混凝土強(qiáng)度發(fā)展時(shí)產(chǎn)生大量的水化熱，即控制混凝土的絕熱溫升，避免已成型的混凝土因溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。而混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫升，主要取決于水泥用量和水泥品種。所以在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡可能選用低等級(jí)水泥和降低每立方米混凝土的水泥用量。如果受施工條件所限，需增加水泥用量來(lái)滿足混凝土工作度時(shí)，多余的水泥部分應(yīng)用摻合料來(lái)替代水泥，比如粉煤灰、硅粉等。

2.砂率。合理的砂率值是根據(jù)棍凝土拌合物的坍落度、黏聚性及保水性等特征來(lái)確定的。當(dāng)砂率選擇不合理時(shí)會(huì)造成混凝土拌合物離析和沁水，在混凝土的成型振搗過(guò)程中會(huì)發(fā)生重組分沉降、輕組分上浮現(xiàn)象，表面水分過(guò)多，粗骨料大量沉積在結(jié)構(gòu)物的底部，造成混凝土的表面干縮裂縫。另外，砂率過(guò)大時(shí)混凝土中的砂漿富余量多，混凝土的彈性模量降低，混凝土承載后整體受力不勻，會(huì)使混凝土局部開(kāi)裂。

3.骨料級(jí)配。石子級(jí)配的好壞對(duì)節(jié)約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關(guān)系。當(dāng)石子的級(jí)配較差時(shí)，需要以增加膠凝材料和加大砂率的手段來(lái)滿足混凝土施工所需的和易性，這時(shí)可能就會(huì)因?yàn)樗噙^(guò)量或混凝土干縮產(chǎn)生裂縫。

4.外加劑。摻加外加劑對(duì)節(jié)約水泥、改善混凝土的工作度、提高混凝土的性能起著重要的作用，所以建議在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮摻加外加劑。但是，由于外加劑的質(zhì)量而引起的混凝土質(zhì)量事故都是非常嚴(yán)重的事故，輕者影響混凝土的結(jié)構(gòu)性能，重者會(huì)造成混凝土報(bào)廢的重大質(zhì)量事故發(fā)生。比如，在減水劑的使用過(guò)程中減水率突然增高時(shí)會(huì)使混凝土中的自由水增加，加大混凝土的坍落度，引起混凝土拌合物沁水離析，使混凝土強(qiáng)度降低，多余水分從混凝土表面析出造成混凝土的干縮裂縫，另外，由于多余的水分在混凝土凝結(jié)硬化后，形成許多孔隙，當(dāng)這些孔隙內(nèi)的水受凍后，體積膨脹使混凝土脹裂。

混凝土的裂縫成因很多，有材料質(zhì)量和配合比不當(dāng)引起的裂縫、澆筑工藝引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、基礎(chǔ)變形引起的裂縫、收縮引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、荷載引起的裂縫等。就混凝土裂縫成因的疊加性，如果能確?；炷猎牧腺|(zhì)量、配合比的合理和科學(xué)性，可以從源頭上避免和減少混凝土的裂縫。

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