嚴(yán)燁

摘 要：混凝土是工程建設(shè)的主要材料之一，應(yīng)用于各個(gè)施工項(xiàng)目?；炷岭m然應(yīng)用廣泛，但是較容易受施工工藝和原材料的影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，直接降低混凝土強(qiáng)度和耐久性。本文列舉了混凝土裂縫的常見成因，并提出通過控制原材料來防治混凝土裂縫。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；防治；原材料

混凝土裂縫逐漸成為建設(shè)工程主要關(guān)注的內(nèi)容，其影響建筑質(zhì)量和外觀價(jià)值，降低混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性。防治混凝土裂縫首先需要了解混凝土裂縫產(chǎn)生原因，然后針對(duì)不同影響因素，制定約束混凝土裂縫產(chǎn)生的控制方法。

1 混凝土裂縫的形態(tài)基本表現(xiàn)為三類

1.1 靜止裂縫，此類裂縫較為穩(wěn)定，程度不會(huì)增加，修復(fù)難度低，采用對(duì)應(yīng)的修復(fù)方法即可，屬于混凝土常見裂縫類型，分布較為普遍。

1.2 活動(dòng)裂縫，此類裂縫的程度、方向等不可預(yù)測(cè)，裂縫基本表現(xiàn)為自由變化，防治此類裂縫需要深入研究原材料的分布，提出可靠的防治措施。

1.3 發(fā)展裂縫，與活動(dòng)裂縫相似，特性不固定，按照一定規(guī)律變化，可以采用提前防治措施，通過加固、修復(fù)的方式，解決發(fā)展裂縫的影響，保障混凝土的完整性。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因比較多，其中常見原因有如下幾點(diǎn)

2.1 塑性變形產(chǎn)生的裂縫

塑性裂縫常在新澆筑的混凝土表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則，較淺，多在混凝土初凝后產(chǎn)生。一般由于混凝土拌合不足或施工工藝不到位的情況下產(chǎn)生，如水泥用量過多、水灰比過大、模板未濕潤(rùn)、振搗不充分、早期養(yǎng)護(hù)不好等，對(duì)混凝土產(chǎn)生較大影響。

2.2 堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫

堿骨料反應(yīng)是混凝土中的堿和骨料中的堿活性成分在潮濕條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土中產(chǎn)生膨脹物質(zhì)，引起混凝土的開裂。堿骨料反應(yīng)具有極強(qiáng)的吸水性，吸水后產(chǎn)生沉淀物質(zhì)，影響混凝土的穩(wěn)定性。

2.3 荷載作用下產(chǎn)生的裂縫

荷載裂縫主要是混凝土無法承受過大荷載力時(shí)表現(xiàn)出的裂縫?；炷猎谕獠亢奢d的作用下，當(dāng)混凝土承受的抗拉應(yīng)力大于其極限抗拉強(qiáng)度值時(shí)，混凝土發(fā)生伸縮變形，出現(xiàn)荷載裂縫。混凝土的抗拉強(qiáng)度與原材料的性能、強(qiáng)度存在關(guān)系，如粗骨料、細(xì)骨料、水泥等物料出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，即會(huì)降低混凝土的抗壓與抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土裂縫。

2.4 內(nèi)部收縮產(chǎn)生的裂縫

混凝土收縮隨外界環(huán)境的變化而產(chǎn)生，在內(nèi)部收縮應(yīng)力的牽引下表現(xiàn)為裂縫?；炷恋奈锢硖匦悦黠@，一旦外界溫度、濕度對(duì)其產(chǎn)生影響，則會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)脹縮表現(xiàn)，如果混凝土本身抑制此類收縮或變形的發(fā)生，內(nèi)部產(chǎn)生一定程度的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力大于混凝土本身強(qiáng)度極限值時(shí)，產(chǎn)生裂縫?；炷潦湛s裂縫分為兩種：（1）溫度裂縫，在混凝土結(jié)構(gòu)中較多見，有表面的、深入的和貫穿的。表面溫度裂縫多由于溫差過大引起，如冬季施工過早拆除了模板，混凝土表面降溫收縮受內(nèi)部混凝土約束而產(chǎn)生裂縫。深入和貫穿的溫度裂縫多由于整體結(jié)構(gòu)溫差較大，又受到外界約束而產(chǎn)生。如大體積混凝土基礎(chǔ)或墻體澆筑在堅(jiān)硬地基上，混凝土因水化熱而溫度較高，冷卻收縮時(shí)受地基約束而產(chǎn)生降溫裂縫。（2）干縮裂縫，在混凝土表面產(chǎn)生，較細(xì)，在0.05～2mm之間，縱橫交錯(cuò)無規(guī)律，多因混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，風(fēng)吹日曬過分干燥時(shí)，主動(dòng)蒸發(fā)掉原材料中的水分，導(dǎo)致混凝土處于脫水狀態(tài)。干縮的過程即是原材料蒸發(fā)失水的變化，例如混凝土中的水泥石，水分基本儲(chǔ)存在水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，如果水泥石表層孔隙失水，不會(huì)對(duì)混凝土造成裂縫影響，但是一旦發(fā)生過度失水，蒸發(fā)掉水泥石細(xì)致孔隙內(nèi)的水分，水泥石即收縮形成裂縫。

3 從混凝土裂縫常見原因不難看出，控制混凝土原材料是控制混凝土裂縫的重要途徑

混凝土原材料主要有水泥、骨料、水、外加劑和外摻料等。通過分析原材料在混凝土中的應(yīng)用，提出合理的控制措施，能夠有效地防治混凝土裂縫產(chǎn)生?？刂拼胧┤缦拢?/p>

3.1 防治水泥引發(fā)的裂縫

水泥中包含大量的礦物質(zhì)，參與水化反應(yīng)的主要礦物含量以及水化表現(xiàn)如下表：

由表1可得，C3S是水泥中的主要成分，不僅含量比重大，而且水化程度明顯，因?yàn)樵缙诜磻?yīng)強(qiáng)烈，所以在混凝土中表現(xiàn)出高強(qiáng)度的收縮能力。除此以外，C3A各項(xiàng)性能指標(biāo)都表現(xiàn)出強(qiáng)烈性，水化熱明顯，在混凝土中，屬于主要收縮材料。除此之外，水泥中還有幾種少量成分：（1）MgO，含量多時(shí)使水泥安定性不良。（2）SO?3，適量時(shí)能調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間，過量時(shí)會(huì)使水泥快硬，因此規(guī)定SO3含量不得超過3.5%。（3）游離CaO，含量超過2%時(shí)可能使水泥安定性不良。（4）堿分（K2O，Na2O），含量多時(shí)會(huì)與活性骨料作用引起堿骨料反應(yīng)。

選擇水泥原材料時(shí)，需要充分考慮其對(duì)混凝土裂縫的影響，提出以下防治措施：（1）合理選擇水泥規(guī)格，盡量選用水化能力低的水泥，嚴(yán)格控制混凝土中的水泥用量，不能超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，根據(jù)混凝土的實(shí)際情況，選擇水泥熟料，部分品種水泥熟料中自主添加水化明顯的礦物質(zhì)，不利于混凝土使用，降低混凝土的抗裂性能，可以偏重發(fā)熱量低的低熱硅酸鹽水泥，有效抑制水化熱。（2）以K2O和Na2O為選擇指標(biāo)，含量少可以避免水泥過度干縮，還可降低混凝土內(nèi)堿骨料吸水反應(yīng)，提高混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。（3）水泥的細(xì)度規(guī)格要適宜，避免水泥粗細(xì)不均勻，水化不充分導(dǎo)致混凝土收縮。

3.2 防治骨料引發(fā)的裂縫

骨料用量占混凝土的80%左右，是混凝土中含量最多的原材料，因此骨料品種的優(yōu)劣直接影響混凝土抗裂性。骨料分為粗骨料和細(xì)骨料，選擇骨料原材料時(shí)，應(yīng)（1）確保細(xì)骨料的顆粒級(jí)配，以細(xì)度模式為2.3-3.0的中砂為宜，相比細(xì)砂能夠顯著減少單位水泥用量，減少水化放熱。細(xì)骨料還應(yīng)嚴(yán)格控制含泥量，不得超過規(guī)范要求，當(dāng)采用人工機(jī)制砂時(shí)，控制石粉含量。（2）在保證混凝土施工要求和工作性的前提下，粗骨料的粒徑越大越好，且以連續(xù)級(jí)配為宜。粗骨料的粒徑越大，需要濕潤(rùn)的比表面積越小。采用較大粒徑的石子，可以降低砂率、混凝土用水量與水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度，減少混凝土溫升及干縮裂縫。（3）粗骨料由于巖石品種不同有石英巖、石灰?guī)r、花崗巖、黏板巖和砂巖之分，巖石品種對(duì)混凝土線膨脹系數(shù)α、干縮、徐變都有很大影響。例如，石灰?guī)r骨料混凝土的線膨脹系數(shù)α最小、干縮也較小。另外，石灰?guī)r粗骨料粒形好，表面圓滑，可降低混凝土用水量。（4）利用碎石取代骨料中的卵石，可使混凝土溫度變形系數(shù)減小，控制混凝土變形。（5）使用活性小的骨料，避免堿骨料活性反應(yīng)。

3.3 防治水體引發(fā)的裂縫

水是混凝土原材料不可缺少的部分，在原材料轉(zhuǎn)變到混凝土拌合物的整個(gè)過程中，發(fā)揮較大作用。主要體現(xiàn)在單位用水量和水灰比這兩個(gè)指標(biāo)。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量降低水灰比，提高混凝土抗拉強(qiáng)度與極限拉伸值。如今為節(jié)約水資源，很多商品混凝土攪拌站使用循環(huán)水作為混凝土拌合用水，這時(shí)應(yīng)特別留意循環(huán)水中水泥含量，外加劑含量及其他細(xì)小顆粒，定期檢測(cè)循環(huán)水的懸浮顆粒含量和PH值，避免循環(huán)水的不利因素如富余的水泥和外加劑等，造成混凝土裂縫。

3.4 防治外加劑引發(fā)的裂縫

外加劑和外摻料的使用都可在保證混凝土強(qiáng)度不變的情況下減少水泥用量和水化熱溫升，降低水泥水化對(duì)混凝土裂縫的影響。但是外加劑的使用目前還不完善，其在混凝土方面，仍舊存在引發(fā)裂縫的隱患。目前，外加劑在混凝土中的使用非常頻繁，所以必須控制使用外加劑，防治裂縫。（1）科學(xué)使用外加劑。當(dāng)新品質(zhì)型號(hào)的外加劑進(jìn)入攪拌站時(shí)，因反復(fù)試驗(yàn)來確定外加劑的性質(zhì)、功能以及影響后，按摻量添加到混凝土拌合物中，保障外加劑的功效。例如在使用減水劑時(shí)，充分考慮混凝土的坍落度，合理添加減水劑。（2）提高外加劑保存的密實(shí)性，避免外加劑在運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)受外界環(huán)境的影響，改變性質(zhì)，提高外加劑的使用能力，保持高效狀態(tài)。

綜上所述，混凝土裂縫很大程度上決定混凝土的施工水平和所選用的混凝土原材料特性。每一批次的原材料多多少少有些差異，如不注意控制原材料，易導(dǎo)致其在投入建筑施工時(shí)，表現(xiàn)為裂縫。因此，在生產(chǎn)混凝土?xí)r，既要注重原材料的性能，又要提高原材料的質(zhì)量控制。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，并加強(qiáng)混凝土施工人員的專業(yè)培訓(xùn)，這樣才能避免對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的裂縫影響，采用科學(xué)有效的防治措施，提高混凝土的應(yīng)用價(jià)值。

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