浅析混凝土配合比和原材料对裂缝的影响及其试验

浅析混凝土配合比和原材料对裂缝的影响及其试验

李迎春

玉林市建设工程质量检测中心广西玉林537700

摘要：在工程部门和工程企业以及民用建筑中，混凝土裂缝问题是一项经常出现的问题，而且对这些工程产生了极大的困扰，可以说混凝土裂缝的控制工作已经成为了一个永恒而且似乎还将一直延续的课题。当今社会，在混凝土的生产与应用的过程中，应该将最大限度减少裂缝问题的产生作为重要的研究对象，从而防止工程事故的发生，使人们的生命财产安全得以保证。在本文中，重点对混凝土配合比和原材料对裂缝的影响及其试验进行了探究。

关键词：混凝土配合比；原材料；裂缝；影响及其试验

1.引言

混凝土裂缝控制问题在工程建设行业是一个需要长期研究的课题，混凝土裂缝问题的存在会对混凝土的寿命和结构均能够产生不同程度的影响，甚至来说，有些裂缝在使用荷载、自身应力以及外界物理、化学因素的作用下，会不断地发展，继而对混凝土的强度以及其耐久性产生影响，严重时甚至会发生崩裂或者是垮塌事故。因此，对混凝土配合比和原材料对裂缝产生的影响进行分析，对于混凝土裂缝的控制而言十分必要。

2.原材料对混凝土裂缝的影响

一般来说，混凝土是由胶凝材料、水、粗细骨料按照适当的比例搅拌，之后经过一段时间的硬化形成的。但是，一些材料的应用不当会使得混凝土在硬化的过程中产生一定的裂缝，这就是原材料对混凝土裂缝的影响。

2.1水泥的影响

对水泥的品种与等级进行正确合理的选用对于最大限度地减少由于水泥问题造成混凝土裂缝的产生具有十分重要的现实意义，由于受水泥影响而产生的裂缝通常来说温度裂缝比较多，也有受自身体积膨胀（安全性不稳定）等因素产生的裂缝。

（1）水泥的品种

水泥的品种需要适应混凝土的要求，对于低等级的混凝土来说需要对低等级的水泥进行选用，高等级的混凝土需要对高等级的水泥进行选用，这样一来对于混凝土的养护以及内外梯度的平衡十分便利，使温度应力的产生得以最大程度的消减，从而使混凝土的开裂得以有效抑制。

（2）水泥强度等级

传统观念上认为水泥的强度越高越好，这种观念是错误的，与实际情况相悖。在低等级的混凝土上对高等级的水泥进行利用，并且对水泥超量使用，仅仅为了能够使混凝土工作度的要求得以满足，这种方法不仅使材料出现浪费，而且由于水泥的集中会使得水化温度升高，从而使混凝土内部的温度应力得不到释放而造成混凝土出现裂缝。根据相关资料表明，对普通的硅酸盐水泥进行利用的混凝土3d的强度能够达到龄期强度的50%以上，7d的时候混凝土的内部温度能够达到40℃以上，然而，这种裂缝往往会成为诱导缝，只因为它们是没有办法愈合的，并且会随着时间的不断推移而向更坏的方向发展，最后对固结灌浆的方法进行利用也无法使其得到良好的处理。

（3）水泥品质

混凝土的质量也会受到水泥匀质性的影响，一些水泥由于其质量稳定性不高，强度或高或低，而且对于水泥的用量没有进行及时地调整，会使得混凝土的强度发展情况不一样，从而形成应力差，致使混凝土出现开裂。这种裂缝不是很明显，但同样也会对混凝土的整体结构性能产生不利的影响。

2.2骨料骨料有其品质要求

2.2.1细骨料

细骨料应该质地坚硬、清洁、级配良好；对于人工砂来说，其细度模数最好应该控制在2.4-2.8的范围内，对于天然砂来说，其细度模数最好是在2.2-3.0的范围内。对细砂、粗砂进行使用，需要进行相应的试验论证。在开采细骨料的过程中应该定期或者是按照一定的开采数量来对碱活性的检验工作进行开展，有潜在危害的时期，应该采用有关的对策，并经过专门的试验论证。细骨料的含水率需要维持稳定，针对人工饱和面干的含水量而言，不可以超出6%，在必要的时候应该采用加速脱水的具体对策。在建筑项目当中骨料是非常关键的，具体而言，跟细骨料有关联的具体标准有：a、细度模数。砂的细度模数越小，砂颗粒的外表面积就会相应越大，这个时候就应该增加胶凝材料的使用量，与此同时，加大混凝土的用水量，在终凝之后的混凝土因为表面的水分会有所损失，混凝土的表面就会产生很对细小的裂缝，一般来说我们称其为龟裂。b、有害物质。砂的有害物质一般指的是砂中所含有的云母、粉砂、泥块、黏土等等，这些物质会吸附于砂的外表面，进而限制水泥跟砂的粘结度，进而使得混凝土的强度有所下降，同时还会增多混凝土的用水量，进而导致混凝土的收缩性增加，导致混凝土产生裂缝。

2.2.2粗骨料

（1）石料的强度

一般来说，混凝土在没有受到外力作用以前，因为砂浆体积的改变而带来的拉应力是很容易对砂浆与粗骨料的胶结界面产生破坏的，致使很多分布杂乱的界面裂缝产生，此时如果骨料自身的强度不高，会由于这些拉应力的存在而破坏骨料，并且对着界面裂缝的增加而进一步发展。这些裂缝一旦受到外力的作用就会进一步的延伸、扩大，继而对混凝土的总体构成产生破坏。

（2）活性氧化硅

水泥中的碱性氧化物在水解以后所形成的氢氧化钾和氢氧化钠和骨料中的活性氧化硅发生化学反应，在骨料的表面会有碱-硅酸凝胶生成，这种凝胶在吸水之后会不断膨胀进而致使水泥石发生胀裂，也就是平时所说的“碱骨料反应”。该种反应会造成较大的危害，而且随着时间的不断推移而愈加严重，致使混凝土结构物的承载能力大大降低。

3.配合比设计对混凝土裂缝的影响

配合比是混凝土生产当中最为根本的依据，它是由试验室结合试验规定流程在经过室内适配得到的。然而，一个设计不够严谨的混凝土配合比不但会浪费材料或者无法满足施工的规定，在严重的时候也能够引起混凝土裂缝。

3.1水泥品种与用量

选取水泥的关键问题就是怎样避免混凝土强度在发展的时候带来众多的水化热，即控制好混凝土的绝热升温，防止已经成型的混凝土由于温度应力而产生裂缝。但是混凝土内部具体的最高温升，重点取决于水泥的品种以及用量。因此，在确保混凝土强度的基础上，尽量的选取低等级水泥以及减少单位立方米混凝土中的水泥用量。假如受到施工条件的限制，需要增加水泥的用量来满足混凝土工作强度的时候，剩余的水泥部分应该使用掺合料来取代水泥，比如硅粉、粉煤灰等。

3.2砂率

科学的砂率值是结合混凝土拌和物的粘聚性、保水性以及塌落度等特点来明确的。如果砂率选取不科学，将会引起混凝土拌和物沁水以及离析，在混凝土的成型振捣过程当中将会产生轻组分上浮、重组分沉降的情况，表面的水分太多，粗骨料大量的沉降在结构物的底部，引起混凝土的表面产生干缩裂缝。此外，在砂率太大的时候混凝土当中的砂浆富余量太大，混凝土的弹性模量也会相应降低。混凝土在承载之后总体受力不均匀，会导致混凝土局部开裂。

3.3骨料级配

石子级配的好坏对于节省水泥以及确保混凝土具备优良的和易性有很大的关联。如果石子的级配比较差，应该通过加大砂率以及增加胶凝材料的方式来满足混凝土施工所需要的和易性，这个时候可能就将会由于水泥过量或者是混凝土干缩进行产生裂缝。

3.4外加剂

掺入外加剂对于改进混凝土工作强度、提升混凝土性能、节省水泥发挥了关键效果，因此可以在开展混凝土配合比设计的时候优先考虑掺入外加剂。然而，因为外加剂的质量而引发的质量事故都是极为严重的事故，轻者会影响到混凝土的结构与性能，严重的将会导致混凝土报废的重大质量事故产生。例如，在减水剂的采用过程中，减水率突然增加的时候将会使得混凝土当中的自由水增多，进而增加混凝土的塌落度，导致混凝土拌和物产生离析与沁水，使得混凝土的强度降低，多余的水分会从混凝土的表面析出进而引起混凝土的干缩裂缝。除此之外，因为多余的水分在混凝土硬化凝结以后，会形成很多的孔隙，在这些孔隙当中的水受冻之后，体积会膨胀进而使得混凝土胀裂。

4.结语

综上所述，混凝土裂缝形成的原因是很多的，有浇筑工艺引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、材料的配合比跟质量不当引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、收缩引起的裂缝、荷载引起的裂缝等。就混凝土裂缝形成原因的叠加性来说，假如能够保证混凝土原材料配合比以及质量的科学性与合理性，就能够从源头上来减少甚至防止混凝土裂缝的产生。

参考文献

[1]龙铁军.活化掺合料混凝土的研究[J].云南建材，2005（5）.

[2]江石山．结构轻集料混凝土的现状与发展趋势[J]．中国建材科技，2003（3）：31.

[3]王秉纲.公路工程混合料配合比设计与试验技术手册[K].北京：人民交通出版社，2001.