關(guān)于混凝土材料收縮與開裂相關(guān)分析

李建磊　閆瑞芬

摘要：近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城鎮(zhèn)化進(jìn)程日益加快，我國工程建設(shè)過程中對混凝土材料的需求也越來越多，然而，混凝土材料的質(zhì)量決定了工程質(zhì)量的好壞，因此研究混凝土材料的收縮與開裂具有一定的意義，本文首先介紹了影響混凝土材料的收縮和開裂的因素，其次對混凝土材料的評價(jià)方法做了進(jìn)一步的分析，最后就如何提升混凝土材料的防裂性能提出了相應(yīng)的措施，希望通過本文能夠給相關(guān)工作者帶來幫助。

關(guān)鍵詞：混凝土材料；干燥收縮；施工質(zhì)量；裂縫

1 造成混凝土收縮開裂的原因

就混凝土材料的收縮性種類來講，溫度收縮以及干燥收縮是最常見的，然而本文主要闡述的重點(diǎn)是其自身的收縮性。相同于干燥收縮，造成混凝土材料自身收縮是由于水遷移，然而不同的是其不是由于水蒸發(fā)失散，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)，大量的水分被消耗掉了，出現(xiàn)凝膠孔液面不斷下降的現(xiàn)象，從而造成彎月面，此外加上其自干燥性功能，所以混凝土材料的濕度容易被降低，混凝土的體積減少了。然而與之不同的是，由于水膠比變化而發(fā)生的自身與干燥2鐘收縮功能，最主要的原因是當(dāng)混凝土的水膠比降低時(shí)，混凝土自身便發(fā)生干燥收縮，因此進(jìn)一步加大了自身收縮。比如：當(dāng)水膠比> 0.5 時(shí)，其干燥、自身收縮與自干燥作用相比，相差不大，因此可以忽略不計(jì)；而當(dāng)水膠比<0.35時(shí)，混凝土的濕度則會(huì)少于80%，此時(shí)的干燥與自身收縮便會(huì)各占50%。此外，對于塑性收縮來講，是當(dāng)水泥存在較大活性、較低水膠比，混凝土溫度較高時(shí)出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象，與此同時(shí)，因?yàn)榛炷敛粩鄿p少的泌水，況且其表面被蒸發(fā)掉的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，從而使混凝土得以維持一種塑性狀態(tài)，一旦發(fā)生一點(diǎn)拉力，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)各種各樣分布不均勻的裂痕。

2 認(rèn)識混凝土的評價(jià)方法

評判并檢測混凝土收縮與開裂現(xiàn)象，其實(shí)是為了能夠降低開裂現(xiàn)象的發(fā)生做出參考依據(jù)。進(jìn)行實(shí)施澆筑時(shí)，測量水泥水化熱以及絕熱升溫等參數(shù)，這是采取的最主要的測評辦法。對材料以及配合比例進(jìn)行有效控制，此外采取將水管冷卻埋設(shè)以及將拌合物預(yù)冷等方法，使得內(nèi)外溫差能夠被限制在適宜的范圍內(nèi)，換句話說，使得溫差得到最大程度上的降低，從而防止材料給混凝土帶來的開裂現(xiàn)象。采用收縮以及開裂的評判措施時(shí)，一位德國教授在1969年創(chuàng)新的開裂實(shí)驗(yàn)架裝置是值得采用的一提的，這種裝置的運(yùn)用可以模仿在約束環(huán)境下，初齡期的混凝土所形成的應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：第一，混凝土一開始是黏塑性體，由此漸漸變成粘彈性體，漸漸降低了松弛在這過程中的作用，然而漸漸增加了彈性模量，此外，由于變形了的混凝土材料特別易受剛性構(gòu)架的阻礙，因此混凝土對于開裂現(xiàn)象的趨勢以及敏感性能夠被評定出來。第二，運(yùn)用這種裝置還能預(yù)測已知參數(shù)、澆筑溫度和混凝土等出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的可能性，因此能夠?qū)崟r(shí)有效的采取預(yù)防方法。目前，就多數(shù)研究學(xué)者來講，他們總是專心致志的研究并計(jì)算混凝土材料約束應(yīng)力，從而能夠確認(rèn)開裂現(xiàn)象帶來的危險(xiǎn)性，且對材料性能、松弛力與水化熱變化、提升抗拉強(qiáng)度、加大剛度以及熱膨脹系數(shù)等的結(jié)合，從而創(chuàng)建一系列的計(jì)算機(jī)程序研究變形帶來的影響情況。然而材料類型、齡期、拌合物以及溫度的結(jié)合從根本上形成了以上這些參數(shù)，所以以往只有從答題上評價(jià)因以上參數(shù)所帶來的限制，然而在創(chuàng)建模型方面，材料性質(zhì)得到不斷發(fā)展，在被運(yùn)用到實(shí)際過程中時(shí)，模型則應(yīng)假設(shè)考慮到以下幾種條件：混凝土溫度與約束應(yīng)力等，然而就法國和日本而言，他們已經(jīng)研制出了新辦法來現(xiàn)場評價(jià)約束應(yīng)力，將現(xiàn)場計(jì)算的結(jié)果、測試結(jié)果和實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行相比較，從而更好、更快的促進(jìn)此領(lǐng)域的發(fā)展。

3 混凝土材料的防裂性能措施的提升

混凝土材料在不同情況下出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象以及原因也有極大的差別，并存在相對的復(fù)雜多樣性。比如，因?yàn)榛炷疗渥陨硎湛s的特點(diǎn)，高強(qiáng)混凝土在得到灌注之后，在濕養(yǎng)護(hù)方面應(yīng)及時(shí)做好措施，尤其要注意當(dāng)環(huán)境溫度以及混凝土溫度都過高時(shí)，養(yǎng)護(hù)工作更要做好。但是，就目前相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)而言，僅對普通混凝土材料設(shè)定了有關(guān)養(yǎng)護(hù)方法，即混凝土材料的養(yǎng)護(hù)得到加強(qiáng)，并不是隨便延長養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。

3.1 降低混凝土材料開裂溫度

上文所講的這位德國教授在實(shí)驗(yàn)開裂過程中，得到了很多結(jié)果，且對降低材料開裂溫度的各種因素進(jìn)行了分析比較。比如，最新拌的混凝土材料其溫度從 25℃下降到 11℃，則△TC 為 15～18 K；如果采用的水泥質(zhì)量好時(shí)的△TC 是 20 K；當(dāng)采用碎石取代卵石時(shí)的△TC 是3～5 K 等。我們從上述結(jié)果中可以得知，在混凝土材料中，水泥質(zhì)量是否優(yōu)質(zhì)嚴(yán)重影響著混凝土材料的質(zhì)量。所以，選取水泥時(shí)，考慮到水泥擁有的優(yōu)質(zhì)抗裂性能，極大程度的采用那些細(xì)小粉末、含堿量低的水泥。

3.2 采用摻入粉煤灰法預(yù)防開裂

目前，對混凝土出現(xiàn)開裂具有重要影響的原因之一就是溫度收縮，就這種情況而言，相對數(shù)量的粉煤灰被加入到其中能夠有效防止開裂現(xiàn)象的發(fā)生。比如，實(shí)施建筑施工過程中，出現(xiàn)了比較嚴(yán)峻的開裂現(xiàn)象，就當(dāng)時(shí)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)而言，其要求混凝土材料在10小時(shí)的強(qiáng)度，最好高于 12MPa，此外，實(shí)施隔熱灌溉12小時(shí)時(shí)的強(qiáng)度最好低于6MPa，如果這些規(guī)范要求沒有達(dá)到，我們就要取代水泥，加入一定量的粉煤灰。此外，想要避免早期的混凝土材料強(qiáng)度過高，我們還要以56天為一齡期強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)劃，從而更進(jìn)一步的有效防止了在早期混凝土材料就出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時(shí)，與純水泥類型的混凝土相比，實(shí)施灌溉后的具有粉煤灰的混凝土，應(yīng)保證及時(shí)將其進(jìn)行覆蓋，借助覆蓋這一舉措，做到保溫、保濕從而預(yù)防開裂現(xiàn)象的發(fā)生，然而我們應(yīng)注意在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)避免用浸水或者灑水的辦法。

4 總結(jié)

總之，對影響混凝土材料的收縮和開裂因素進(jìn)行分析，介紹了混凝土材料的評價(jià)方法，提出了提升混凝土材料的防裂性能措施，即材料開裂溫度降低與摻入粉煤灰兩點(diǎn)，只有對影響混凝土收縮與開裂的原材料進(jìn)行分析，才能保證混凝土的良好使用，促進(jìn)施工質(zhì)量。

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