水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響及開裂風(fēng)險(xiǎn)分析

李鵬

【摘要】混凝土作為當(dāng)前建筑工程使用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)，保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量對建筑工程建設(shè)中有著至關(guān)重要的作用。在混凝土結(jié)構(gòu)中，水泥和砂作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要成分，水泥和砂的兌比比例合適與否直接影響到了混凝土結(jié)構(gòu)性能，一旦混凝土結(jié)構(gòu)不達(dá)標(biāo)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而影響到建筑工程質(zhì)量。本文就水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響及開裂風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了相關(guān)的分析。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土；影響；開裂風(fēng)險(xiǎn)；水泥和砂

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對建筑工程的需求也越來越大，建筑行業(yè)的發(fā)展有效地推動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)的增長。在建筑工程中，混凝土作為混凝土結(jié)構(gòu)的建筑工程的重要組成部分，混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的整體質(zhì)量，在實(shí)際的建筑施工過程中，混凝土裂縫是常見的問題，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代，保障建筑工程的質(zhì)量是建筑事業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容，只有找出混凝土裂縫的原因所在，對癥下藥，才能找到有效的解決辦法，保證工程的質(zhì)量。

1、水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響

1.1水泥類型對高性能混凝土性能的影響

在現(xiàn)代建筑工程中，水泥、砂是建筑工程必不可少的一種材料，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，水泥的組成和細(xì)度已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，有效地滿足了當(dāng)代建筑行業(yè)發(fā)展的需求。水泥有礦渣，復(fù)合，普通等多種水泥型號和32.5，32.5R，42.5，42.5R等多種強(qiáng)度，然而，在我國當(dāng)前建筑行業(yè)中，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程建設(shè)難度越來越高，越來越復(fù)雜，建筑工程大多采用提高C3A含量和較大比表面積的措施來提高水泥標(biāo)號，其后果必然造成水泥水化熱大、需水量大、水泥和高效減水劑相容性差、不易保存等問題。從而導(dǎo)致混凝土抗裂性能的降低。另外，高標(biāo)號水泥如果出廠后不盡快使用，強(qiáng)度損失往往比較大，進(jìn)而使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。另外，水泥與砂的配合比也是影響高性能混凝土性能的一個(gè)重要因素。水泥和砂配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。在進(jìn)行混凝土制作時(shí)，不是出現(xiàn)水泥用量過大，就是水灰比過大大、含砂率不適當(dāng)、骨料種類不佳，同時(shí)，在高性能混凝土中會(huì)增加一些礦渣粉，通過礦渣粉來填充于水泥顆粒間隙和絮凝結(jié)構(gòu)中，占據(jù)了充水空間，原來絮凝結(jié)構(gòu)中的水被釋放出來，使?jié){體稀化。當(dāng)保持流動(dòng)度不變，則導(dǎo)致用水量降低。為此，一旦水泥和砂配合比不當(dāng)，直接就會(huì)造成混凝土開裂，不利于保障建筑工程質(zhì)量。

1.2砂對高性能混凝土性能的影響

砂是現(xiàn)代建筑施工中不可缺少的材料之一，亦是混凝土中重要的材料組成，隨著日益加大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，砂的用量日益增多。在建筑施工中砂漿、混凝土的性能受到砂含泥量等質(zhì)量指標(biāo)的影響。隨著含泥量的增加，混凝土的初始坍落度愈來愈低，當(dāng)含泥量達(dá)到13%時(shí)，在相同材料的情況，混凝土拌合物初始坍落度為0；這說明，隨著含泥量的升高，泥含量對外加劑及水的吸附越來越大，使得混凝土的用水量要加大才能保證要求的流動(dòng)性。隨含泥量的增高，混凝土的保坍性能也越來越差。另外，砂也分粗砂、細(xì)砂，砂越粗，混凝土結(jié)構(gòu)之間的空隙就越大，進(jìn)而出現(xiàn)開裂的風(fēng)險(xiǎn)就越高。同時(shí)，隨砂含泥量的增加，混凝土強(qiáng)度降低，工作性能變差。在相同的含泥量、混凝土強(qiáng)度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量，增大了混凝土的成本。

2、高性能混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1碳化收縮

高性能由于混凝土有足夠的密實(shí)度，碳化只限于表層，對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的影響較小。然而在混凝土結(jié)構(gòu)表面，受多種因素的影響，混凝土結(jié)構(gòu)表面干燥速率非常大。再加上

高性能混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)有一個(gè)自我收縮的過程，在這個(gè)收縮過程當(dāng)中，混凝土中的水分揮發(fā)的較快，進(jìn)而使得混凝土結(jié)構(gòu)性能受到約束，引起嚴(yán)重的開裂。

2.2 溫度收縮

溫度收縮主要是混凝土內(nèi)部溫度由于水泥水化而升高，最后又冷卻到環(huán)境溫度時(shí)產(chǎn)生的收縮。其大小與環(huán)境溫度、混凝土澆筑溫度、混凝土的熱膨脹系數(shù)、混凝土最高溫度和降溫速率有關(guān)[1]。在建筑施工的過程中，進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候，容易受到天氣氣溫變化的影響，當(dāng)溫度升高時(shí)，混凝土受熱膨脹，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到較高溫度的影響會(huì)變形，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土自身的抗拉力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，當(dāng)溫度下降時(shí)，混凝度遇冷就會(huì)冷縮，混凝土結(jié)構(gòu)之間就不會(huì)很好的凝固，時(shí)間久了之后就會(huì)慢慢的成型，混凝土結(jié)構(gòu)之間的材質(zhì)就會(huì)出現(xiàn)問題，進(jìn)而使混凝土開裂。

3、高性能混凝土開裂防治措施

3.1加強(qiáng)混凝土的檢測

隨著建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高性能混凝土結(jié)構(gòu)的需求也在不斷增加。而高性能混凝土的制作對水泥、砂等才來的配比非常重要，水泥、砂的配比恰當(dāng)與否直接影響到了混凝土的質(zhì)量，進(jìn)而關(guān)乎到建筑工程的整體質(zhì)量[2]。為了防止高性能混凝土開裂，針對混凝土制作，工程施工單位要加強(qiáng)對混凝土的檢測，對商砼攪拌站要派遣專業(yè)的人員進(jìn)行監(jiān)督，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能的降低混凝土的單位用水量，保障水泥的質(zhì)量，并要求攪拌站出示規(guī)范的混凝土檢測報(bào)告，確保混凝土的材料不會(huì)出現(xiàn)問題。

3.2加強(qiáng)水泥的檢測

為了保障我國建筑工程質(zhì)量，在水泥質(zhì)量檢測中，就必須加強(qiáng)科技的應(yīng)用，引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，為水泥質(zhì)量檢測提供條件，同時(shí)，做好水泥質(zhì)量檢測儀器的維護(hù)工作，及時(shí)檢查和調(diào)整儀器設(shè)備，并且定期將檢測設(shè)備送專門的檢測部門檢修，保證檢測設(shè)備在有效使用期限內(nèi)正常使用[3]。其次，水泥檢測行業(yè)要加強(qiáng)與外界的聯(lián)系，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的檢測技術(shù)，應(yīng)用到我國水泥質(zhì)量檢測中去，進(jìn)而保障水泥檢測質(zhì)量。

3.3加強(qiáng)混凝土施工的控制

在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候，施工人員首先要仔細(xì)檢查支撐混凝土的模板，看其是否牢固，在進(jìn)行澆筑混凝土的時(shí)候，還要拍專人看守，防止出現(xiàn)爆?，F(xiàn)象；施工單位要加強(qiáng)混凝土的筑搗工作，要求作業(yè)人員在澆筑的時(shí)候分層澆筑，在用振動(dòng)棒進(jìn)行振搗的時(shí)候要加大振搗次數(shù)，避免出現(xiàn)漏振、過振的現(xiàn)象，確?；炷琳駬v均勻，振搗密實(shí)[4]。同時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土澆筑下落的高度，在澆筑高度過高的時(shí)候要要求泵車降低泵車落管的高度，防止出現(xiàn)混凝土離析。

3.4混凝土澆筑盡量避免高溫天氣

由于混凝土容易受到溫度應(yīng)力的影響，所以在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候，應(yīng)該盡量避開高溫天氣，防止在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候，溫度太高，加速混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分的揮發(fā)，使得混凝度的承受力不能承高溫產(chǎn)生的應(yīng)力[5]。在實(shí)際的施工過程中，為了工程進(jìn)度，不得不進(jìn)行澆筑，那么施工單位就要采用綜合的措施，控制混凝土的初始溫度以及溫度的變化，盡量安排在夜間進(jìn)行澆筑，在產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取有效的加強(qiáng)措施。

3.5做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

混凝土在澆筑完成后，混凝土自身結(jié)構(gòu)要經(jīng)歷一個(gè)凝固成型的過程，在這個(gè)過程當(dāng)中水分揮發(fā)會(huì)加快，這時(shí)要根據(jù)施工的具體情況，在澆筑混凝土的地方蓋上一層薄膜紙，防止混凝土水分揮發(fā)過快，并做好澆水養(yǎng)護(hù)工作，給混凝土補(bǔ)充必要的水分。另外，在澆筑完混凝土后，在不可避免的情況下，混凝土出現(xiàn)裂縫，要采取有效的補(bǔ)救措施，對裂縫較小的地方進(jìn)行修補(bǔ)，對裂縫較大的地方采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法，通過增配構(gòu)造筋提高抗裂性能，采用小直徑、小間距的鋼筋，從而加大混凝土的抗壓能力[6]。

4、結(jié)語

近年來，高性能混凝土結(jié)構(gòu)在我國當(dāng)前建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，但其暴露出來的問題也越來越嚴(yán)重，其中最主要的就是混凝土開裂。高性能混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題直接影響到了工程建設(shè)進(jìn)度和效率。在高性能混凝土結(jié)構(gòu)中，水泥、砂是其結(jié)構(gòu)的主要成分，水泥和砂的配對比例合理與否直接關(guān)系到了高性能混凝土的性能。工程質(zhì)量作為工程建設(shè)的靈魂，只有高質(zhì)量的建筑工程才能符合我國當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需求，才能更好地促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，針對高性能混凝土，為了防止高性能混凝土開裂，就必須控制好水泥和砂的配比，做好混凝土施工控制和管理工作，確?；炷潦┕べ|(zhì)量，進(jìn)而為工程建設(shè)質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

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[5]額吉樂. 高強(qiáng)高性能混凝土早期收縮及開裂抑制措施研究[D].北京交通大學(xué)，2011.

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