混凝土裂縫的成因與控制策略

李廣燕

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 江西 撫州)

混凝土裂縫的成因與控制策略

李廣燕

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 江西 撫州)

裂縫問題是影響工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性的關(guān)鍵因素之一，尤其是深層裂縫和貫穿性裂縫影響工程安全，縮短工程壽命。同時(shí)，對(duì)裂縫的修復(fù)耗費(fèi)巨大。防止混凝土生產(chǎn)裂縫，歷來是各國(guó)壩工建設(shè)中的重大問題，相關(guān)科研人員為此在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)和有益探索，取得了一定的進(jìn)展。本文針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行探討，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)以及環(huán)境因素各方面進(jìn)行了混凝提開裂原因的詳細(xì)分析，并針對(duì)裂縫問題提出了相應(yīng)的控制手段。

混凝土 裂縫產(chǎn)生 原因 控制方法

1 混凝土裂縫的成因

混凝土作為一種多相的復(fù)合材料，其裂縫產(chǎn)生的形式和種類各有不同，要從根本上實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的控制，應(yīng)從混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，只有對(duì)混凝土裂縫問題的根源進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，才能有效的控制與減少混凝土的裂縫。

（1）混凝土原材料的問題

混凝土作為一種多相復(fù)合材料，其原材料本身的質(zhì)量會(huì)對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生造成直接的影響。

第一，粗骨料所導(dǎo)致混凝土裂縫問題。當(dāng)粗骨料的含泥量過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土的收縮過大，導(dǎo)致混凝土在塑形階段就產(chǎn)生裂縫；當(dāng)出骨料的級(jí)配不良或者選用的是不連續(xù)的級(jí)配時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的孔隙增加，在混凝土結(jié)構(gòu)后期受荷載作用時(shí)，內(nèi)部孔隙的貫通導(dǎo)致宏觀裂縫的出現(xiàn)。

第二，水泥所導(dǎo)致的混凝土裂縫問題。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，水泥的發(fā)展走向了一個(gè)誤區(qū)，即水泥細(xì)度越來越大，水泥強(qiáng)度越來越高，然而這種發(fā)展趨勢(shì)卻與混凝土背道而馳，水泥細(xì)度越大，其水化反應(yīng)速率越快，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫升越大，如此就會(huì)使得混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力過大，導(dǎo)致內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生。同樣的水泥強(qiáng)度越高，也會(huì)導(dǎo)致混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度相應(yīng)增加，使得混凝土脆性變大，更容易開裂。

第三，外加劑與摻和料選擇不當(dāng)?，F(xiàn)代混凝土與傳統(tǒng)混凝土有著很大的區(qū)別，主要體現(xiàn)在現(xiàn)代混凝土的外加劑組分明顯變多，外加劑與摻和料的選擇不當(dāng)，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土的收縮變大，前期的開裂風(fēng)險(xiǎn)變大。

（2）混凝土配合比設(shè)計(jì)的問題

混凝土作為一種多組分的混合材料，為了有效保證不同混凝土的使用功能，混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中，所需要考慮的因素非常多?，F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，使得混凝土設(shè)計(jì)過程中進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū)，即認(rèn)為混凝土的強(qiáng)度越高，其混凝土結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，耐久性越好。然而事實(shí)并非如此，混凝土強(qiáng)度提升的同時(shí)，往往是犧牲混凝土的某一項(xiàng)特性來實(shí)現(xiàn)，如混凝土脆性的增強(qiáng)等等?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)主要存在以下問題。

第一，水泥用量增加。由于水泥用量的增加，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土的水化反應(yīng)變加快，水化熱的產(chǎn)生使得混凝土內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生內(nèi)部的溫度應(yīng)力。由于混凝土初期的抗拉強(qiáng)度較小，混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

第二，水的用量。水是混凝土勻質(zhì)性以及和易性的必要條件， 用水量的多少將直接影響到混凝土的坍落度，影響施工過程中的泵送。為此混凝土用水量的選擇也是混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的考慮參數(shù)。實(shí)際工程中，為了有效提升混凝土的強(qiáng)度，涌水量不斷減小，導(dǎo)致混凝土脆性增加。

2 混凝土裂縫的控制措施分析

針對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可以從以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的控制。

（1） 原材料的選擇

混凝土主要是由水泥、砂、骨料以及拌和水與外加劑組成，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生對(duì)于所有的材料質(zhì)量有著直接的關(guān)系，因此應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土材料的質(zhì)量以及澆筑過程，可以有效的減小混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生。

第一，砂、石骨料的選擇。砂石的粒徑太小或者級(jí)配不良都會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部孔隙率變大，或者導(dǎo)致混凝土攪拌過程中的用水量增加，影響混凝土強(qiáng)度，使得混凝土收縮變大。砂石的成分中云母含量較高，將會(huì)降低水泥與骨料之間的和易性，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低。砂石中的粘土與塵土含量高時(shí)，會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍性與抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)或者是輕物質(zhì)過多，將會(huì)使得水泥硬化過程減緩，對(duì)于混凝土的強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度的影響很大。砂中的硫化物含量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土凝結(jié)過程發(fā)生體積膨脹，實(shí)踐表明，當(dāng)砂中的硫化物增加20%，則會(huì)導(dǎo)致混凝土體積膨脹一倍左右。

第二，水泥的選擇。應(yīng)選擇細(xì)度合適的水泥，此外混凝土對(duì)水泥的含堿量也有一定的要求，通常實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目施工時(shí)，混凝土材料的總堿量在3.0Kg/m3以內(nèi)屬于合格。

第三，外加劑的選擇。一般外加劑的作用主要是增加混凝土的一些其他方面的性能，如減水劑可以有效減小用水量，提高混凝土的強(qiáng)度；引氣劑可以有效的減小混凝土孔隙，提高混凝土的抗震性能。因此可以適當(dāng)?shù)目刂朴盟恳约巴饧觿┑膿搅縼磉_(dá)到實(shí)現(xiàn)混凝土自身性能的前提下，減少混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生。

（2）配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)

第一，水用量的選擇。進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中，首先根據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值以及施工過程中的坍落度要求選擇混凝土的用水量。其次為了實(shí)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度的提升，會(huì)減小水的用量，但是為了保證其坍落度與和易性要求，便會(huì)使用高性能減水劑，如此便可以保證其抗壓性能。

（1）粗骨料的級(jí)配與細(xì)骨料的粗細(xì)。砂率為細(xì)骨料與單位混凝土骨料的比值，砂率的合理選擇為保證混凝土骨料級(jí)配的關(guān)鍵，即粗骨料與細(xì)骨料的合理分配，使得兩者組合過程中，所形成的孔隙較少。

（2）水灰比以及坍落度。通常情況下而言，水灰比越小，其單位混凝土中的水量越少，如此為了保證混凝土的勻質(zhì)性，其砂率也會(huì)相應(yīng)增大，以確?；炷林械拇止橇媳簧皾{覆蓋。從而有效保證混凝土的密實(shí)性，確保混凝土的工作性能。

3 結(jié)束語

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得我國(guó)建筑業(yè)也發(fā)展迅速，但是在不斷的發(fā)展過程中，也出現(xiàn)了很多的問題，其中混凝土開裂問題是建筑過程中最讓人頭疼的問題之一。進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制時(shí)，應(yīng)首先對(duì)混凝土的裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并針對(duì)性的做出相應(yīng)的改善措施。本文主要針對(duì)混凝土裂縫問題的成因進(jìn)行了分析，并提出了一些相應(yīng)的控制措施，希望能夠提供一些參考與借鑒。

[1] 王鐵夢(mèng). 建筑物的裂縫控制[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技能出版社. 1993，1

[2] 王鐵夢(mèng). 建筑物的裂縫控制[J]. 上海: 上?？茖W(xué)技能出版社. 1993

TU75

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1007-6344（2015）02-0107-01

李廣燕（1986-），女，漢族，江西撫州人，助教，2012年畢業(yè)于東南大學(xué)，研究生學(xué)歷，陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院在職教師，現(xiàn)從事建筑工程技術(shù)教學(xué)研究工作。