蔡潁鵬

（東莞市匯鋒建材實業(yè)有限公司，廣東 東莞 523000）

0 前言

鋼混結(jié)構(gòu)倘若產(chǎn)生裂縫問題，那么工程項目的整體建設(shè)質(zhì)量必然會受到影響。因而，綜合分析鋼混結(jié)構(gòu)裂縫建材纖維有效控制，對于更好地把控裂縫問題，保證項目建設(shè)質(zhì)量來說，有一定的現(xiàn)實意義和價值。

1 鋼混結(jié)構(gòu)常見裂縫及其成因

1.1 在沉降裂縫層面

鋼混結(jié)構(gòu)當(dāng)中，缺乏均勻性地基沉降成因相對較多，多數(shù)是鋼混結(jié)構(gòu)當(dāng)中地基自身承載力缺乏均勻性，還有因建筑物完成修建過后，各個位置荷載存在較大差異性，但可確定因地基出現(xiàn)不均勻性的沉降現(xiàn)象，促使剪切力、拉應(yīng)力逐漸形成，建筑物自身抗剪強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度難以滿足于建筑物的剪應(yīng)力、拉應(yīng)力，則在建筑物比較脆弱處便會形成裂縫，便形成沉降裂縫。造成沉降裂縫的主要原因是地基存在不均勻，而且裂縫的形態(tài)會跟地基的受力情況有密切的關(guān)系，因其受力情況不同而發(fā)生不同形態(tài)的裂縫[1]。沉降裂縫包含剪切裂縫、彎曲裂縫這兩種主要的表現(xiàn)形式，且還會出現(xiàn)正八字、斜向及水平形式的裂縫。

1.2 在耐久性裂縫層面

鋼混結(jié)構(gòu)當(dāng)中，耐久性質(zhì)裂縫也較為常見，下列為具體成因：受溫濕度變化所影響，類似于干縮性的裂紋，已存在裂縫伴隨著環(huán)境中溫濕度變化所影響，導(dǎo)致混凝土形成裂縫；混凝土構(gòu)件兩面溫濕度差，在低溫或其側(cè)面、還有拐角位置極易出現(xiàn)，促使裂縫形成；受多次凍融及表面空鼓所影響，導(dǎo)致混凝土形成裂縫。

1.3 在溫差裂縫層面

溫差裂縫，為間接性裂縫，因溫差與熱量所致體積發(fā)生熱脹冷縮不協(xié)調(diào)變化，如下是具體成因：在年溫差方面。受四季更替影響，溫度持續(xù)變化，在混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移，并超出限定值后，變會形成溫差裂縫；日照溫差。因局部的拉應(yīng)力超出自身約束作用，從而導(dǎo)致裂縫問題的產(chǎn)生。究其原因是因為溫度驟然降低或經(jīng)太陽照射所致；突然降溫。冷空氣入侵后，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)外表溫度快速降低，且降低速度要比內(nèi)部較快，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度缺乏均勻性，致使裂縫形成；水熱化因素[2]。大體積混凝土建筑物經(jīng)澆筑后，內(nèi)部受水熱化所影響，大量高溫被持續(xù)放出，導(dǎo)致外部溫度低于內(nèi)部，溫差變化相對較大，持續(xù)出現(xiàn)裂縫。

1.4 在收縮裂縫層面

收縮裂縫，也稱之為龜裂，包含膠凝裂縫、碳化收縮、干燥裂縫這三種類型的裂縫，形狀十分規(guī)律，通常出現(xiàn)于混凝土澆筑后較短時間段內(nèi)，一般是由干縮所致裂縫，成因并非局限于單方面。若攪拌混凝土?xí)r，因震動時間較長，密度差異性，促使水泥漿漂浮于上面，骨料因鋼筋與其余物質(zhì)阻擋，無法完全下沉至內(nèi)部，促使產(chǎn)生裂縫。同時，因混凝土并未做好保護(hù)錯，受外部環(huán)境持續(xù)變化所影響，導(dǎo)致混凝土表面水分流失速度較快，難以適應(yīng)外部環(huán)境變化，致使裂縫形成。

1.5 在施工裂縫層面

鋼混結(jié)構(gòu)項目工程建設(shè)期間，施工類型也較為常見，詳細(xì)成因如下：建材裂縫，混凝土原材料的質(zhì)量未達(dá)標(biāo)，缺乏恰當(dāng)?shù)呐浔龋韬衔锎嬖谥阅苋毕?，促使裂縫形成；澆筑裂縫，混凝土澆筑振搗期間因缺乏規(guī)范化的操作，促使分層、離折、鋼筋移位、夾渣、漏漿等現(xiàn)象出現(xiàn)，促使裂縫形成；模板裂縫，因支模與模板剛度不夠，促使模板變形、脹膜、跑膜、拆模過早，模板缺乏合理化配置，促使裂縫形成；養(yǎng)護(hù)裂縫，混凝土表面未能做好壓抹處理，未能及時做好覆蓋養(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)保溫保溫還不夠充足，蒸氧池內(nèi)突然冷卻引發(fā)裂縫。

2 建材纖維主要抗裂作用原理闡述

建材纖維阻裂原理理論有兩個層面，分別是美國和英國提出的。美國是基于斷裂力學(xué)所提出的纖維間距理論，認(rèn)為纖維能提升混凝土的強(qiáng)度，對于混凝土內(nèi)部的裂縫有著重要的阻裂作用。當(dāng)纖維的間距明顯小于特定參數(shù)值時，那么混凝土的自身抗拉強(qiáng)度會得到增強(qiáng)；其次，英國則是提出了復(fù)合材料基礎(chǔ)理論，將纖維當(dāng)成混凝土的一個強(qiáng)化體系，以混合原理為基礎(chǔ)，對纖維混凝土抗拉強(qiáng)度實施推定，最后提出纖維混凝土抗拉強(qiáng)度及纖維實際摻合量、黏結(jié)力、長涇、方向等各層面關(guān)聯(lián)性[3]。上述這兩種不同理論，均以不同角度對復(fù)合材料自身抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)原因作出了詮釋，針對纖維的彈性模量及基體混凝土接近情況相對有效、合理。經(jīng)試驗分析可了解到，混凝土自身抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)過后，建材纖維混凝土維持混凝土自身抗壓強(qiáng)度優(yōu)勢性，對水泥混凝土變形能力和韌性起到有效改善作用，顯著增強(qiáng)其劈裂抗拉性強(qiáng)度和抗折性強(qiáng)度，彈性模型略降低過后，普通混凝土脆性缺陷得以彌補(bǔ)。較大提升耐久特性指標(biāo)，則抗沖擊性、抗?jié)B性、抗裂性等各性能均成倍增強(qiáng)，顯著改善混凝土抗凍特性，減少強(qiáng)度的損失率約為50%，因增強(qiáng)其抗?jié)B性，防止腐蝕介質(zhì)侵蝕基體，同時，建材纖維具備較強(qiáng)的抗老化性及抗腐蝕性。單位體積混凝土內(nèi)有大量單絲較短纖維，各個角落當(dāng)中均有分布，立體式支撐網(wǎng)架就此形成，把混凝土內(nèi)部因溫差、濕度差等所致內(nèi)部應(yīng)力吸收，對基體內(nèi)部所產(chǎn)生微觀裂紋加以把控，促使混凝土自身耐久性得以增強(qiáng)。建材纖維添加后，并不會顯著影響其坍落度，少量增加其含氣量，對抗凍性可起到有著提升作用，建材纖維混凝土以上性能得以提升原因詳細(xì)如下：①泌水減少，混凝土自身工作特性增強(qiáng)。建材纖維混凝土有著優(yōu)良工作特性，摻入纖維過后，混凝土自身泌水特性明顯下降；②相對比剛纖維，施工攪拌作業(yè)期間，建材纖維對混凝土基體均勻分布較為有利，結(jié)團(tuán)現(xiàn)象并未產(chǎn)生。大量亂向分布纖維，混凝土內(nèi)會有三維式支撐系統(tǒng)產(chǎn)生，對骨料下沉起到阻止作用，混凝土自身均質(zhì)性各種內(nèi)部品質(zhì)得以提高，水分散失明顯減少，對早期產(chǎn)生塑性開裂現(xiàn)象可起到有效預(yù)防作用；③混凝土體積收縮的變形量得以有效減少；④原始的微缺陷得以減少，對混凝土自身抗裂性起到有效改善作用；⑤建材纖維降低了混凝土早期的彈性模量，混凝土自身拉應(yīng)力也顯著降低，增強(qiáng)自身變形能力，早期的塑性開裂實際發(fā)生率得以有效把控；避免萌生出微裂縫，混凝土表面和內(nèi)部應(yīng)力的梯度得以減少，增加應(yīng)力松弛度，減少殘余的拉應(yīng)力；⑥處于裂縫位置上建材纖維有著橋梁作用，受動靜荷載影響，纖維對裂縫擴(kuò)展可起到有效抑制作永，混凝土對能量吸收層面能力得以增強(qiáng)，混凝土自身韌性逐漸變強(qiáng)，服役期間混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度減少，自身耐久性則顯著增強(qiáng)；大量試驗研究證明了，高溫環(huán)境下，建材纖維會融化，而后，會有蒸汽擴(kuò)散壓力通道、人造空隙等逐漸形成，明顯降低其蒸汽壓力，膨脹爆裂基本條件難以形成，混凝土膨脹爆裂實際發(fā)生率便得到有效控制，火災(zāi)災(zāi)害更加得以把控。從中可了解到，建材纖維的添加使混凝土內(nèi)部的性能發(fā)生細(xì)微的改變，原始的內(nèi)部缺陷得到有效改善，阻裂性能因此增強(qiáng)，待完成硬化，混凝土裂后性改善明顯，顯著增強(qiáng)混凝土自身抗沖擊性、滲透性，整體耐久性相對較高[4]。

3 具體應(yīng)用期間注意事項

建材纖維混凝土雖現(xiàn)已成功應(yīng)用于部分建筑項目工程當(dāng)中，但具體使用期間仍然有需注意相關(guān)要點：混凝土內(nèi)所用建材纖維，務(wù)必有抗生物、抗酸、抗堿等侵蝕性能，纖維原料實際純度決定著建材纖維各項基本特性，故不可選定再生材料所生產(chǎn)較差抗腐蝕特性纖維；建材纖維所在表面的幾何特征務(wù)必要對纖維和混凝土基體有效黏結(jié)起到促進(jìn)作用，通過表面積增強(qiáng)，提升其自身黏結(jié)性；建材纖維自身親水性務(wù)必相對較強(qiáng)，若相反，則纖維受力過后，極易在混凝土內(nèi)有滑移現(xiàn)象產(chǎn)生；建材纖維自身強(qiáng)度務(wù)必要適中，過低強(qiáng)度，則混凝土內(nèi)纖維阻裂作用將得不到有效發(fā)揮；建材纖維較低摻合量情況下，彈性模量較低合成纖維，其難以將混凝土自身彎拉強(qiáng)度增強(qiáng)，故切勿選定摻合量較低合成纖維替代鋼筋或者鋼纖維用于加強(qiáng)筋；混凝土基體內(nèi)部位保證建材纖維分散均勻，纖維混凝土攪拌操作期間，務(wù)必依照著特定順序及方法妥善落實下去；纖維長度務(wù)必和粗集料粒徑互相匹配，較大直徑的粗骨料所選纖維務(wù)必相對較長[5]。較長細(xì)纖維條件下，分散層面問題需予以合理處理；纖維表面積的長徑比變大情況下，裂縫總體面積會減少，而直徑較細(xì)合成性質(zhì)纖維，可對混凝土早期的開裂有著良好阻止作用，但因細(xì)纖維通常為較小摻合量，針對于硬化處理過后混凝土抗裂性及韌性并沒有較為顯著的改善作用。

4 結(jié)語

從總體上來說，鋼混結(jié)構(gòu)建筑項目工程施工建設(shè)期間，通過選定建材纖維，可更好地改善鋼混結(jié)構(gòu)各項性能，確保其總體耐久性得以有效增強(qiáng)，有效遏制結(jié)構(gòu)裂縫的形成，對鋼混結(jié)構(gòu)建筑項目工程施工建設(shè)質(zhì)量及效果均可起到良好保障作用，在今后更多此類型項目建設(shè)當(dāng)中均可持續(xù)推廣及應(yīng)用。