商品混凝土早期裂缝的成因及预防途径探索

商品混凝土早期裂缝的成因及预防途径探索

侯春妍

身份证号： 37091119790421****

摘要：商品混凝土由于具有质量稳定可靠、节约材料、减轻工作强度、工作效率高、节省施工用地、环境污染少等优点，因此常用于建筑工程施工中。但在实际工程应用中发现，使用商品混凝土容易出现裂缝问题。必须加点研究力度，本文探讨商品混凝土早期裂缝原因与影响因素，为商品混凝土的治理控制提供有效依据。

关键词：商品混凝土；各材料组分；性能；早期裂缝；原因

引言

商品混凝土也称作预拌混凝土，主要是由水泥、骨料、水、掺合料及外加剂等组分构成，需要按照一定的比例在搅拌站集中拌制后，用搅拌运输车在规定的时间内运送至施工现场。商品混凝土具有许多优势，随着其在建筑工程中广泛应用，其优越性得到了进一步体现，不仅节约了资源，保护了环境，还能够大大提高施工效率及施工进度，并获得良好的成本效益。但不可忽视的是，商品混凝土作为一种混凝土产品，由于添加了大量的外加剂，使得混凝土收缩进一步加剧，因此裂缝问题较突出，且裂缝出现的时间更早，若不能够及时处理，不仅会影响建筑物的美观性，严重情况下还会影响建筑物的使用安全性及使用寿命，进而给商品混凝土的推广应用带来较大的负面影响。因此，本文主要对商品混凝土早期裂缝成因及预防措施进行了分析。

1商品混凝土早期裂缝的表现

一般将混凝土构件在外部荷载作用强的3-5d，甚至是刚拆模后就出现的裂缝称作早期裂缝。商品混凝土早期裂缝的主要表现为以下几类：

（1）塑性收缩裂缝。主要发生在混凝土浇注后的塑性阶段，由于表面水分蒸发过快，失水率大于水从浆体中渗透至混凝土表面的速率，使得毛细管负压，从而引起塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝的特点的无规则，长短、宽窄不一，通常会在商品混凝土浇注3-4h后发生，因为此时水泥水化反应较激烈，若养护不到位或在大风、炎热情况下，塑性收缩裂缝更加明显。

（2）塑性沉降裂缝。在混凝土浇注及振捣后，水泥浆体中有骨料悬浮，在重力的作用下，骨料下沉，水泥浆上浮。而由于商品混凝土需要使用大量的水，使得其塌落度较大，也容易出现泌水和下沉现象。当骨料下沉时受到钢筋、模板及预埋构件的抑制作用，就会引起裂缝。一般情况下这种裂缝会发生在混凝土浇注后的0.5-3h，直到混凝土硬化才停止。

（3）温度裂缝。商品混凝土中会使用大量的水泥，水泥水化反应产生水化热，且大部分热量会在3d内释放出去，但实际大部分水化热不易在短时间内释放，使得混凝内部温度逐渐升高，而表面散热较快，形成内外温差，若是在昼夜温差较大的地区，内外温差更大，此时容易导致混凝土内部发生膨胀，外部冷缩变形，产生拉应力。这时的混凝土抗拉强度较低，在内部拉应力超过混凝土的拉应力时，就会出现裂缝。温度裂缝通常会发生在混凝土浇注后的3-5d。

（4）自收缩裂缝。这种裂缝主要是在外界无水分交换下，由混凝土自干燥引起大体积收缩，从混凝土初凝后便开始。

（5）化学收缩裂缝。这种裂缝主要是在混凝土硬化时由于化学作用而引起收缩，主要是无水熟料与水发生化学反应，具体来说，是由水化前后反应物及生成物的平均密度不一致而引起裂缝。

（6）外加剂引起裂缝。为了满足商品混凝土运输和泵送的要求，需要在混凝土中加入一定的外加剂，而外加剂中通常会含有缓凝成分，使得混凝土初凝时间变长，甚至更久，虽然混凝土表面会形成一层保护膜，但是内部并未硬化，这样在内外水化作用及收缩差异下，就会容易产生裂缝。

2商品混凝土材料对早期裂缝的影响

2.1水泥

水泥是商品混凝土重要的组成部分之一，也是影响商品混凝土性能的最主要因素。而水泥的类型及用量是导致商品混凝土早期裂缝的主要因素。从水泥的矿物组成和矿物形态方面来看，导致混凝土坍落度损失主要因为水泥水化消耗自由水，并产生水化物相互搭接，使得新拌混凝土粘度增大。其中，在水泥熟料矿物中，C3A水化最快，假若没有合适的调凝组合，就会产生片状水化铝酸四钙，进而使得新拌混凝土浆体很快丧失流动性，同时若C3A含量较高，就影响浆体的凝结硬化，进而容易引起裂缝。可见，熟料中C3A和C3S含量较高的水泥，尤其是C3A较高的水泥，容易导致商品混凝土出现早期裂缝。同时，商品混凝土中的水泥用量较多，水泥在凝结硬化过程中体积中会缩小，通常收缩率是万分之三，而混凝土在硬化时抗拉能力及钢筋与混凝土之间的握裹力无法抵抗水泥的收缩，因此随着水泥用量的增加，会使得裂缝出现的几率变大，主要因为水泥水化时产生水化热非常大，使得早期商品混凝土出现热胀冷缩的现象，进而引起裂缝。

2.2外加剂

通常为了满足商品混凝土运输或泵送的需求，会在混凝土中掺入一定的化学外加剂，目前已成为现代混凝土中不可或缺的一部分，也是目前混凝土改性的一种重要方法和技术。掺入少量的外加剂能够改善新拌混凝土的工作性能，可提高硬化后混凝土的物理力学性能和耐久性。同时，随着化学外加剂研究和应用，其还能够改变水泥-水初始水化的液相特征，进而对水泥早期水化产生影响。但从实际应用的情况来看，目前存在一个较大的问题便是化学外加剂与水泥的相容性，二者的相容性与外加剂的吸附量有关，外加剂主要被吸附在水泥水化产物的表面，凡是水化快和产生的水化产物表面积大的水泥熟料矿物，吸附的外加剂就会越大，那么与外加剂的相容性就会越差，尤其是熟料中C3A和C3S含量较高的水泥，对外加剂的吸附性非常大，不仅会使得外加剂的使用效果受到影响，而且还会直接影响水泥混凝土的许多性能，如混凝土初始塌落度低或塌落度损失大，进而导致混凝土早期开裂问题变得尤其复杂。目前虽然对外加剂改善材料流变性能及提高材料强度的研究较多，但是对于外加剂对材料早期收缩和开裂影响的研究比较少。另外，在商品混凝土中，常常会加入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂，其中，在掺入高效减水剂后会使得混凝土收缩增大，这样就容易导致商品混凝土早期裂缝产生。

2.3粗细骨料

通常情况下，骨料对水泥早期水化的影响并不很大，主要是对水泥混凝土内部浆体与骨料的界面性质产生影响。在混凝土中的骨料，尤其是粗骨料，会对水泥石产生收缩约束作用，因此是抵抗收缩的主要成分。而随着商品混凝土的广泛应用，为了能够满足混凝土泵送的需求，在混凝土拌合中，所使用的粗骨料粒径越来越小，其含量也不断减少，这样就会加大表面积，增加用水，从而使得混凝土内部连接能力变弱，随之抵抗收缩的能力也减弱，进而容易导致混凝土收缩裂缝发生。另外，相比较于普通混凝土，商品混凝土的砂率要高一些，而随着砂率的增大，使得粗骨料数量减少，减弱了混凝土内部之间的连接能力，加之砂中含泥量较大，就很容导致混凝土开裂。主要因为泥份会使得石子和砂浆的咬合粘结降低，进而使得混凝土强度和抗拉强度降低。可见，含泥量高的骨料，容易产生裂缝，需要正确选用砂石骨料，这对保证混凝土质量、性能、节约水泥用量及降低工程成本有着重要意义。

2.4矿物掺合料

矿物掺合料也是商品混凝土不可或缺的组分之一，其主要是作辅助胶凝材料，主要包括粉煤灰、矿渣、高岭土、硅灰等。矿物掺合料在混凝土中应用，能够改善新拌混凝土的性能，调整实际构件中混凝土的强度，并提高混凝土的抗化学侵蚀能力及耐久性。而矿物掺合料对商品混凝土早期裂缝的影响比较复杂，若能合理使用，可使混凝土更致密，减少收缩，也能够增强和易性，降低泌水和减少水泥用量，但是如果使用不当，就容易引起开裂。通常表现在两个方面：一是掺有矿物掺合料的混凝土早期强度较低，在施工荷载较大的作用下就会产生开裂；二是粉煤灰等材料密度要小于水泥，使得混凝土振捣时容易浮出混凝土表面，进而使得混凝土强度变低，表面容易出现塑性收缩裂缝。

3结语

综上，虽然商品混凝土要比普通混凝土有许多优势，但其早期裂缝问题更为严重。而从商品混凝土早期裂缝的原因来看，主要与其材料组分性能有关，因此要想有效控制商品混凝土早期裂缝，还需要从其材料性能特点着手，并针对性开展相关试验，从而确定合适的材料及含量，进而实现对早期裂缝的有效控制。

参考文献：

[1]林雄,蒋勇.水洗机制砂对不同强度商品混凝土性能的影响[J].福建建设科技,2020(03):77-78+84.

[2]林秋艳.浅谈商品混凝土强度的主要影响因素及质量控制环节[J].四川水泥,2019(06):17+27.

[3]董卫刚,徐晓军.商品混凝土裂缝产生的原因及防治措施解析[J].建材与装饰,2020(25):57-58.