建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究

建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究

杨志红 ,张杰 ,张明杰 ,金明华,尤朝顺 ,钱刚 ,赵鑫 ,杨富嵩 

中国建筑第七工程局有限公司

摘要：在现代化城市建设速度持续加快的新形势下，各种类型的建筑工程项目建设数量持续增加，同时对于建筑工程建造施工也提出了更加多元、复杂的新要求，需要建筑行业积极探索各种与时俱进的新理念、新模式和新技术，在保证工程项目建造质量与施工进度的基础上，有效预防和控制混凝土早期裂缝问题的发生，从而切实保证工程项目的整体质量及使用性能。基于此，本文围绕建筑材料性能对混凝土早期裂缝的具体影响展开研究，综合探讨提高建筑材料性能、防治混凝土早期裂缝问题的有效措施，希望能为相关单位提供一些与众不同的建设性意见。

关键词：建筑材料性能；混凝土；早期开裂；影响

现如今，随着我国建筑行业领域的飞速发展，建筑工程项目的种类越来越多，人们在关注建筑施工技术的同时，也开始关注建筑材料性能对混凝土早期裂缝的深远影响。混凝土早期裂缝作为建筑工程建设施工过程中比较常见的一种病害问题，若混凝土早期裂缝宽度不超过0.05mm，则不会对工程项目的建造质量造成危害。反之，一旦超过这个限值，很可能会影响到建筑工程项目的安全性，缩短工程项目的使用寿命，因而需要及时采取行之有效的妥善处理。而混凝土早期裂缝的出现，很大程度上与建筑材料性能有关。由此可见，加强建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究极具现实意义。

一 建筑材料性能对混凝土早期裂缝的具体影响

（一）水泥性能

对于现代建筑工程项目建设施工而言，混凝土结构的安全性很容易受到水泥强度、骨料表面黏结强度、水泥收缩性能等因素的影响。具体来讲，在建筑工程混凝土结构施工作业期间，未经水化的水泥颗粒及其水化产物会因分子间的作用力而存在间隔，也正是这一特性影响着水泥的强度，即当水泥的半径越小时，水泥的水化速度与凝结速度就会越快，水泥便可在短时间内完成水化反应，从而达到增强混凝土早期强度、有效预防混凝土早期裂缝的目的。反之，当水泥颗粒的直径超过规定限值时，就会增加空气中的收缩性，减缓水泥水化速度，进而导致混凝土因热胀性增加而诱发裂缝问题。与此同时，由于水泥的品牌种类不同，各种物质的含量也会存在较大差异，其抗裂性能各不相同。若水泥中的C3A含量较高，在其他条件不变的情况下，混凝土的收缩率会增加，=混凝土早期抗裂性也会随着较低；若水泥中所含的C3S较高，保持其他条件不变，混凝土的收缩率会有所降低，抗裂性能则呈增加态势。可见，如果建筑工程项目在建设期间所选用的水泥品牌不同，不仅会增加混凝土早期裂缝原因的分析难度，还会导致混凝土早期裂缝问题的发生概率大幅度增加。因此，在工程项目建设施工过程中，使用同一型号的水泥材料是有效规避混凝土早期裂缝问题的关键所在。

（二）骨料性能

骨料作为混凝土材料中起着重要作用的核心构成要素，骨料的砂率、砂细度、粗骨料级配、骨灰比等因素均会对混凝土收缩性造成不同程度的影响，并且与混凝土早期裂缝的产生有着密不可分的关联性。第一，骨料砂率。研究发现，粗骨料具有抵抗混凝土收缩性的特点，采用控制变量方式进行比较，在其他材料不变的情况下，骨料中的砂率与混凝土的收缩率呈正相关的关系。第二，骨料的砂细度。当骨料砂细度数值较大时，在混凝土施工作业期间则需要更多的水泥材料，且混凝土的收缩性也会随之增大，最终导致混凝土早期裂缝问题时有发生。因此，在工程项目建设过程中，可通过合理使用粗砂，减少混凝土的收缩性，尽可能达到防治混凝土早期裂缝的效果。第三，粗骨料级配。水泥用量直接影响到粗骨料级配，而粗骨料颗粒直径又与混凝土的收缩性呈负相关的关系。在工程建设过程中，若采用的骨料粒径较小，将会间接增加混凝土比表面积，混凝土的收缩性也会随之变大。所以，为了有效防治混凝土早期裂缝问题，必须基于工程实际情况合理配置骨料，有效控制混凝土的收缩性，同时还能起到降低工程造价成本的作用。

（三）粉煤灰性能

相较于上述几种材料而言，粉煤灰这一材料的性能直接影响到混凝土的早期裂缝。若能够将粉煤灰合理运用到混凝土施工作业中，可以通过两次水化反应，消耗水泥中的氢氧化钙，并在反应过程中产生更多的胶体，以达到增强混凝土密实度的目的。反之，若未能在施工期间适当使用粉煤灰，将会直接影响到混凝土的早期强度，从而产生不同程度的早期裂缝问题。

二 提高建筑材料性能及控制混凝土早期裂缝的策略

（一）科学选用各类高品质的建筑材料

如今，要想预防和控制混凝土早期裂缝问题，必须从施工材料的采购、使用角度入手，根据工程项目施工现场的实际情况和建设要求，综合考虑可能诱发混凝土早期裂缝的相关因素，由专业技术人员深入原材料市场，通过考察不同原材料供应商的生产资质、业界声誉等条件，优先选择抗裂性能较好、性能较佳的水泥、砂石骨料等材料，进而从根源上保证混凝土结构的施工质量，最大限度地避免混凝土早期裂缝问题的发生。

（二）合理设计混凝土材料的配合配比

为切实保障建筑工程项目的建造质量，有效控制混凝土早期裂缝，仅靠科学选用各类高品质建筑材料显然是不够的，还应按照工程项目建设的实际需求，合理设计混凝土材料的配合配比，尤其是在添加粉煤灰、骨料等材料时，应基于建筑工程项目构造特点，科学把控砂石的含水量、颗粒级配以及含砂量，这样不仅可以有效减少不必要的材料浪费，还能够增强混凝土的凝结强度，在有效规避混凝土早期裂缝问题的基础上，切实保障建筑工程项目的整体建造质量，从而更好地满足客户对建筑工程项目的现实要求。

（三）加强施工现场的监督管控与验收

在现代建筑工程项目建设施工的过程中，为了进一步提高建筑材料性能，防范和化解混凝土早期裂缝问题，必须在合理设计混凝土材料配合比例的基础上，有针对性地加强对施工现场的动态监督和管控。首先，在建筑工程项目正式施工之前，施工单位应严格检查水泥材料的强度等级、出厂日期、出产厂家合格资质等材料，严格按照同一品类水泥在同一厂家进行批发的原则，对每批次水泥的质量进行定期抽检，一旦发现材料不达标现象，应立即联系相关单位进行处理。其次，施工单位可充分利用各种先进的现代化信息技术，积极构建覆盖工程项目施工现场全流程的在线监管平台，进一步强化对施工现场的动态监管，督促相关施工人员规范进行各项施工作业，由此来从根本上规避混凝土早期裂缝问题的发生。最后，在混凝土施工作业期间，施工单位应通过合理设置后浇带与膨胀带的方式，尽可能减少混凝土的早期收缩，以此来达到降低和规避混凝土早期裂缝问题的目的。

结语：

综上所述，水泥性能、骨料性能、粉煤灰性能、矿物掺合料性能等建筑材料性能均会混凝土早期裂缝造成不同程度的影响，加之混凝土内部应力影响因素较为复杂，不同因素之间相互影响、相互作用，稍有不慎就会诱发混凝土早期裂缝问题，无法确保混凝土结构乃至整个工程项目的建造质量。因此，为了有效预防和控制混凝土早期裂缝问题，施工单位必须高度重视建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究，并通过科学选用原材料与外加剂、合理设计材料配合比等措施，将混凝土的膨胀系数、水化热、固化时间和收缩性能控制在合适的区间范围内，以减少混凝土早期裂缝问题的发生，在保证工程项目混凝土结构安全性与稳固性的基础上，促使工程项目创造最大化的经济效益及社会效益。

参考文献：

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[2]闫世伟,冯熊.建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响研究[J].中国新技术新产品,2022(13):100-102.

[3]李宁.探析建筑材料性能对混凝土早期裂缝的影响[J].居舍,2022(05):33-35.