浅析混凝土材料的收缩与裂缝

浅析混凝土材料的收缩与裂缝

郑学刚1卞玉广2

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摘要：混凝土是各类建筑工程应用的主要材料，其质量给建筑工程质量造成的影响最为明显，但受多种因素影响混凝土材料会出现不同的收缩与裂缝，给建筑工程质量安全构成较大威胁，因此，注重混凝土材料收缩与裂缝的研究，有助于采取针对性处理措施，给建筑工程施工提供指导。

关键词：混凝土材料；收缩；裂缝

众所周知，混凝土材料由多种集料构成，各集料质量及所占比例影响混凝土材料收缩与裂缝程度。同时，施工中混凝土受温度影响容易出现不同程度的收缩与裂缝，因此，加强混凝土材料收缩与裂缝的研究，对提高建筑工程质量，促进建筑业的蓬勃发展意义重大。

1混凝土材料收缩影响因素

混凝土材料收缩包括两类：（1）混凝土自身产生的收缩；（2）外界因素影响出现的收缩，其中自身产生的收缩由胶凝收缩、干燥收缩、碳化收缩之分，胶凝收缩是水泥浆胶体结晶固化引起混凝土出现体积减小现象；干燥收缩指混凝土振捣完成后，除部分水分参与水化作用，其与水分在干燥条件下，逐渐从混凝土中逸出，受毛细孔内水表面张力以及失水产生的空隙，导致混凝土收缩；混凝土中含有的氢氧化钙和空气中的CO2、H2O发生反应生产CaCO3，引起混凝土体积收缩。分析发现，导致混凝土出现自身收缩的影响因素较为复杂，包括水灰比、骨料种类、水泥品种等。

2混凝土材料裂缝影响因素

混凝土裂缝较为常见，通常表现为各种形式的裂缝，不仅影响混凝土美观程度，而且严重影响混凝土耐久性。研究发现，混凝土裂缝分为塑性裂缝、温度裂缝、收缩裂缝，引起裂缝的原因不尽相同，其中塑性裂缝的发生机理为：混凝土表面失水速率较实际泌水速率大时，混凝土迅速干燥，但表面混凝土已稠硬无法流动，而强度无法承受收缩产生的应力时便会裂缝；温度裂缝产生原因为：混凝土胶凝材料水化过程中放出大量热，导致混凝土内部温度升高，降温过程中形成受约束的收缩变形，产生拉应力，当期超过混凝土抗拉强度时便出现裂缝现象；收缩裂缝主要有混凝土发生收缩变形，导致混凝土出现裂缝。综合来看，施工中造成混凝土裂缝的原因较多，如混凝土骨料含泥量、骨料粒径、水胶比、水泥强度等，以及集料的配合比等。同时，混凝土施工中搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等环节未严格按照规范要求进行处理等；另外，设计缺陷也是引起混凝土裂缝的主要原因，如保护层厚度不合理、配筋方式不当、局部配筋量不足等，容易引发混凝土出现裂缝情况。

3混凝土材料收缩与裂缝的预防

通过对混凝土材料收缩与裂缝的分析不难发现，收缩是混凝土固有性质，但针对一些施工质量要求较高的建筑工程，对混凝土收缩有一定的要求，施工中需要进行综合分析，将混凝土收缩控制在允许范围内。另外，混凝土裂缝对建筑工程百害无一利，因此，施工中应积极采取措施加强混凝土材料裂缝的控制。结合影响混凝土收缩与裂缝的影响因素得知，为预防混凝土收缩与裂缝应注重以下内容的认真落实：

3.1严把集料质量

集料质量是否过关，影响着混凝土收缩及裂缝状况，因此，选用集料时应严把质量关，一方面，注重集料质量检查。选用水泥时应使用低热水泥品种；选取粗骨料时应选用级配良好、孔隙率低的粗骨料。同时，在满足施工设计要求的基础上，针对流动性较强的混凝土应对砂率进行控制，防止混凝土裂缝的出现。另外，为提高混凝土的抗裂能力，可适当向混凝土添加20~30%水泥用量的粉煤灰。另一方面，确定最佳集料配合比。拌合混凝土时应确保集料配比的合理性，尤其应注重主要参数的控制。（1）在不影响混凝土强度的前提下，应减少水泥用量，即，普通强度等级混凝土中的水泥用量应控制在270~450kg/m，高强度混凝土中掺合料与水泥总量应控制在550kg/m以下。（2）注重水胶比的控制。分析发现，水胶比过大或过小均会引起混凝土裂缝，实际施工中应注重将水胶比控制在0.4~0.55范围内。（3）注重混凝土坍落度的控制。在满足施工要求基础上，应使用较小坍落度的混凝土，避免泌水、离析引起混凝土表面出现裂缝。

3.2控制设计质量

混凝土结构设计质量优劣，影响着混凝土收缩与裂缝严重程度，因此，施工中应确保设计内容的合理性，注重设计质量的控制。（1）注重裂缝的预防。建筑工程设计中为避免裂缝的出现，设计中应采取相关的裂缝预防措施：一方面，对于受力钢筋可采用细筋密配形式进行布置。同时，根据实际情况设置后浇带，改善早期混凝土收缩情况。另一方面，结合建筑工程实际，如条件允许可使用叠合构件或预制构件装配结构，实现对混凝土裂缝的控制。（2）避免地基不均匀沉降。建筑工程中地基不均匀沉降容易导致混凝土裂缝，造成的影响较为严重，因此，施工中应做好地基施工工作，做好地基变形的验算。施工期间做好沉降量的监测，发现异常及时采取措施加以控制，有效防止地基不均匀沉降情况的发生。（3）采取相关保温隔热措施。为保证混凝土裂缝现象的出现，施工中还应做好保温隔热措施，如温度较低时在混凝土上覆盖棉料等。

3.3保证施工质量

混凝土施工中为防止收缩及裂缝情况的发生，应注重施工细节的控制：（1）把握准确的拆模时间。模板工程拆模时间控制把握准确与否，与混凝土裂缝的产生不无关系，施工中要求当同等条件下养护试块满足规范要求的强度值后，才能将支撑模板拆除。（2）做好浇筑温度的控制。混凝土浇筑温度一定程度上影响混凝土施工质量，为避免混凝土裂缝的出现，应将浇筑温度控制在25℃，当热天施工时浇筑温度不能超过30℃。同时，为减少水化产生的热量应对混凝土配合比进行适当调整。同时，做好对混凝土内外温度的监测，及时采取措施将内外温差控制在合理范围内，即，混凝土内外温差不能超过25℃；混凝土表面温度与大气温差也应控制在25℃以内。（3）做好后期养护工作。实践表明，混凝土后期养护中采取的方法及参数控制得当，可有效避免混凝土裂缝的产生，因此，当混凝土表面强度达到一定要求后应及时采取措施进行养护，即，使用麻袋、草帘等覆盖在混凝土表面，浇水保持湿润。其中矿渣水泥、硅酸盐水泥以及普通水泥拌合的混凝土养护时间不能少于一周。而添加抗渗、缓凝剂的混凝土养护之间不能少于两周。另外，当温度超过15℃时混凝土浇筑完成后的3d，白天每隔3h浇水一次，夜间则浇水两次，之后每昼夜进行三次左右的浇水。当温度较高、天气干燥时应适当增加浇水次数。

4结论

本文通过研究得出以下结论：

（1）混凝土材料收缩是固化期间表现的性质，但收缩过程中受不良因素影响，容易引起混凝土裂缝，影响美观程度的同时，给混凝土结构安全造成不利影响。

（2）为实现对混凝土收缩与裂缝的控制，保证混凝土施工质量，应注重从集料、设计、施工等环节采取措施，降低各施工环节给混凝土质量造成的不利影响，避免混凝土裂缝情况的发生。

参考文献：

[1]马琳.外加剂对混凝土收缩与开裂性能影响的试验研究[J].当代化工，2017，02：233~236.

[2]吕春辉.混凝土结构墙体养护工艺对收缩开裂影响机理研究[D].青岛理工大学，2016.

[3]陈璨.施工期混凝土材料特性对其后期耐久性能影响研究[D].浙江大学.2013