王海濤

摘 要：近年來由于我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水泥年產(chǎn)量均超過20億噸，居世界一半以上。雖然混凝土的出現(xiàn)將近兩百年了，但至今仍屬于實(shí)驗(yàn)科學(xué)。本文針對通過總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，從施工環(huán)境、原材料、施工過程等方面分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；施工

1裂縫的分類

1.1從外觀上劃分

砼裂縫表觀上分成兩類，分別是微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指肉眼看不到的一種不連貫裂縫，他是混凝土的固有屬性。寬度一般小于0.05mm。這種混凝土本身存在的裂縫，如果工作荷載不超過設(shè)計(jì)允許的條件下，一般看做是對構(gòu)建無害的。宏觀裂縫是指眼睛能夠分辨的清的裂縫，一般寬度在0.05mm以上，一般工程上認(rèn)為當(dāng)裂縫不再擴(kuò)展的情況下，寬度在0.2mm以下的裂縫是無害的。

1.2從發(fā)生時(shí)間劃分

1.2.1失水裂縫

在混凝土從初凝到終凝這段時(shí)間里，由于混凝土處于塑性階段，在這個(gè)時(shí)候，水泥中的水大多是自由水，這時(shí)，水泥的水化反應(yīng)才開始。如果此時(shí)自由水散失過快，混凝土表面由于失水而導(dǎo)致收縮，出現(xiàn)裂縫長度大多幾厘米長的宏觀裂縫，甚至有可能貫穿整個(gè)構(gòu)件形成斷裂。

1.2.2干縮裂縫

在混凝土的終凝以后，由于空氣干燥和周圍氣溫較高，混凝土中的水泥結(jié)合水就會析出，從而造成混凝土收縮。當(dāng)收縮拉力大于混凝土的抗拉應(yīng)力時(shí)，混凝土就會由于抵抗不了收縮力，而產(chǎn)生裂縫。

1.2.3溫度裂縫

在混凝土終凝之后，由于混凝土受到溫度的影響會熱脹冷縮，并且混凝土的抗拉能力比較脆弱，只有抗壓強(qiáng)度的十分之一。所以當(dāng)混凝土外界溫度降低時(shí)，混凝土?xí)湛s，當(dāng)收縮的力大于混凝土得抗拉應(yīng)力時(shí)，就會產(chǎn)生溫度裂縫。

1.2.4受力裂縫

混凝土構(gòu)件由于表面承受的靜荷載和活動荷載超過了其抗壓和抗拉能力時(shí)所產(chǎn)生的裂縫。

2裂縫產(chǎn)生的原因

2.1失水裂縫產(chǎn)生的原因

通過現(xiàn)場觀察總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和查閱相關(guān)資料，尤其是在2014年上海五四農(nóng)場進(jìn)行田間道路改造期間，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)混凝土面層厚度為18CM。在這一年里，為了減少道路上的裂縫，我對比了各種施工條件下混凝土裂縫產(chǎn)生的形式及程度。主要有以下幾個(gè)原因綜合引起的?；炷潦芽p產(chǎn)生的原因有三個(gè)方面。

2.1.1水泥的原因：（1）現(xiàn)在的水泥細(xì)度越來越細(xì)，尤其是三天強(qiáng)度而來越高；（2）水泥中C3A和C3S的含量；（3）水泥的顆粒級配；（4）水泥的用量；（5）水泥的品種、水泥中混合材摻量及種類。（6）現(xiàn)代化水泥的個(gè)別生產(chǎn)工藝。

2.周圍環(huán)境的原因：（1）施工現(xiàn)場的溫度；（2）施工現(xiàn)場的風(fēng)速；（3）施工現(xiàn)場空氣的相度濕度。

3.施工過程的原因：（1）混凝土的振搗工藝；（2）混凝土的抹面方式；（3）混凝土的外加劑；（4）混凝土的養(yǎng)生；（5）混凝土的表面水泥漿厚度。

2.2干縮裂縫產(chǎn)生的原因

造成混凝土產(chǎn)生干縮裂縫的原因很多，在這里我主要從外因和內(nèi)因兩個(gè)方面介紹。外因主要是環(huán)境的風(fēng)速、溫度、相度濕度和陽光照射強(qiáng)度。內(nèi)因主要是水泥的成分，細(xì)度、水泥用量、水灰比、混凝土添加劑、粉煤灰摻量、和混凝土表面砂漿的厚度，密實(shí)度等等。

2.2.1干縮裂縫產(chǎn)生的外因

在環(huán)境溫度、風(fēng)速和相對濕度的影響下，環(huán)境溫度越高，現(xiàn)場風(fēng)速越大，相度濕度越低，水泥中的自由水和結(jié)合水失去的速度越快也就是有害逆反應(yīng)速度遠(yuǎn)大于正反應(yīng)的速度，這個(gè)時(shí)候就會造成混凝土收縮加劇，失去的水分越多，混凝土的裂縫越大。

2.2.2干縮裂縫產(chǎn)生的內(nèi)因

干縮裂縫產(chǎn)生的內(nèi)因主要是水泥的原因，外加劑的原因，水灰比的原因和混凝土表面砂漿厚度以及自身的密實(shí)度決定。

（1）水泥的原因：硅酸三鈣，硅酸二鈣，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣目前是水泥的四大主要物質(zhì)。其中C3S是混凝土28天強(qiáng)度大小的主要原因，所以含量一直在增加。但它與水進(jìn)行水化反應(yīng)的過程中會放出大量的熱，造成溫度和強(qiáng)度都急劇上升，C3A水化速度極快，含量高的時(shí)候，混凝土失水加快。所以前兩者含量加大時(shí)，由于造成混凝土失水嚴(yán)重，造成收縮裂縫。其次由于水泥的生產(chǎn)工藝不斷提高，水泥的細(xì)度模數(shù)越來越高，比表面積由以前的300～350㎡/kg提高到現(xiàn)在的350～380㎡/kg，其中有的廠子甚至都達(dá)到了400㎡/kg以上。細(xì)度的增加導(dǎo)致了混凝土水化速度的加快，造成混凝土溫度升高過快，水化成度提高，耐久性性，自愈性下降并且過快的水化速度造成混凝土收縮加劇，產(chǎn)生裂縫。

（2）混凝土外加劑的原因：現(xiàn)在混凝土的添加劑種類很多有減水劑，泵送劑，早強(qiáng)劑，引氣劑，膨脹劑，混凝劑等?；炷恋耐饧觿臀覀兘鉀Q了很多混凝土產(chǎn)生的技術(shù)問題，可是外加劑對凝土不但有正面的作用同時(shí)也有負(fù)面的作用。

減水劑作為使用最多的外加劑，在聚羧酸使用以前，萘系是最主要的減水劑，可是萘系最大的副作用就是增加裂縫。最近幾年，聚羧酸代替萘系成為最先進(jìn)的減水劑，對比萘系他的減水率大大增加，收縮的增加量被大大的降低。但它對環(huán)境溫度、含水量、骨料含泥量及石粉含量較為敏感，使用很不方便，難以控制。至今還不算一個(gè)成熟的減水劑。

引氣劑現(xiàn)在作為混凝土抗凍的重要手段，但對提高干硬性混凝土的抗凍能力并無作用，而需要提高抗凍能力的混凝土大部分是道路和碼頭的干硬性混凝土。少量的引氣劑（含量在2%以內(nèi)）可以適當(dāng)?shù)靥岣呋炷恋奶涠龋軐?shí)度和強(qiáng)度，大量的引氣劑就會減少密實(shí)度，造成砂漿上浮，降低混凝土強(qiáng)度和引起混凝土起皮，對養(yǎng)護(hù)等工作增加難度。

膨脹劑工作原理是：當(dāng)在混凝土中摻入膨脹劑之后，通過讓混凝土產(chǎn)生一定可控范圍內(nèi)的膨脹，從而抵消混凝土的一部分收縮，有利于提高混凝土的耐久性。雖然原理如此，但是使用膨脹劑仍然存在爭議。我們使用膨脹劑的作用是減少收縮，減少裂縫的產(chǎn)生。膨脹劑的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是混凝土必須在充分濕潤的情況下才能產(chǎn)生膨脹作用。可有個(gè)問題是，混凝土必須在充分濕潤的情況下，膨脹劑才能產(chǎn)生膨脹作用，可是在自身濕潤的情況下，混凝土本身就具有膨脹性，并不產(chǎn)生裂縫?；炷林挥性诟稍锏那闆r下才會產(chǎn)生收縮裂縫，膨脹劑在這種條件下并不能產(chǎn)生膨脹性。