談混凝土裂縫成因及對其原材料的有效控制

田 超

（中煤建筑安裝集團有限公司新疆分公司 新疆 烏魯木齊 830054）

0 引言

很久之前的房屋建設中，混凝土裂縫事件不足為奇，因為它并不影響人們使用，并且可有效補救。隨經濟迅猛發展，建筑施工企業承擔著城市建設之重任，需提高施工質量，可在引進原材料質量、混凝土澆筑及攪拌、外加混凝土防護等工作中嚴格進行有效控制，必然可杜絕混凝土裂縫[1]。 但是當今時代所產出的混凝土多數為商品混凝土[4]，所引進原材料質量，混凝土材料配合比，混凝土攪拌機澆筑技術超前提高，后期混凝土即便如何高效養護，其裂縫必然存在。 隨時間的遷移，這種現象從稀有變成普遍，從可控制直至不可控制，最終成為建筑工程技術人員想盡辦法治理的“病癥”。

1 混凝土裂縫的主要原因

1995 年Rogdla 等人勘察美國混凝土橋板而做出以下結論[2]：在混凝土硬化期產生的荷載、震動不是混凝土大部分裂縫的原因，因為橋板面的材質是采用高強混凝土，具有高彈模，有足夠的適應能力，溫度變化和干縮量都不成導致裂縫的原因。當前水泥特征為高細度并且堿和C3S 占其所有材料比重大，因為是導致裂縫的原因。 由此可見導致混凝土裂縫的主因素在于混凝土的收縮[3]。

2 導致混凝土收縮的原因

2.1 水泥性能的影響

混凝土材料基本由水泥、砂、石頭和水混合組成。通常施工中為提高混凝土的性能會適當添加外加劑和摻合料。混凝土通常使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。 根據實際需求還可采用快硬硅酸鹽水泥或其他水泥。但水泥性能標準要和國家規定相符合。前期認為導致混凝土裂縫的主要原因不是水泥品種。 經新研究指示，導致混凝土收縮度加大的主要因素是水泥抗裂性能差。 施工中為了追求高強度和早強，水泥中堿成分及C3S 成分越來越高，水泥細度變細，最終導致水泥抗裂性能降低。

2.2 外加劑性能的影響

高效減水劑是混凝土組成材料之一，其性能與混凝土收縮性能有直接關系。 《混凝土外加劑)GB8078-1997 條文規定高效減水劑的正常收縮率≤135%。 即同混凝土稠度下，添加高效減水劑混凝土的收縮比不加的收縮大35%。普通高校減水劑收縮值范圍在115%-135%。這些可以說明泵送混凝土比非泵送混凝土及其它混凝土易裂縫的原因。

2.3 混凝土硬化前、后的收縮

以前往往重視混凝土硬化后期的收縮而忽視前期的收縮，因條件限制缺乏研究和相關人員的重視。 然后，現經實驗表明在混凝土硬化后期收縮率相較前期收縮率小十至三十倍。

在特定溫度和適度的實驗室中，觀察混凝土在硬化前期是可流動的。其收縮不是導致混凝土開縫因素，反而會被混凝土流動所彌補。但在溫度及濕度不穩定的室外情況卻截然相反，混凝土被澆灌后，模板和鋼筋等因素限制其變形[5]。 當澆筑樓板混凝土時遇到干燥、大風、高溫等天氣，那么混凝土表面因天氣影響加速硬化，表面硬化導致自身不能良好的流動，但里層卻沒有真正硬化。 硬殼和內部未硬化部分之間形成硬化梯度層，它阻礙了混凝土的變形，后期內部混凝土的變形過程中帶動表面硬化部分的變形，隨后表層慢慢裂開，最終導致混凝土裂縫。 即使后期采取各種拍、壓、抹技術補救，但隨時間推移樓板表面裂縫數量和寬度會更多更寬。因此可以看出混凝土的裂縫多數在其未硬化前期。 只是表面細小的裂縫沒有及時察覺和重視。 小裂縫在混凝土收縮時，其尖端處應力集中而導致裂縫蔓延。

3 對材料的有效控制

俗話說治病需根治，混凝土裂縫也需找出“病”的根本，并有效進行控制。原材料作為混凝土形成的源頭，需精心搭配混凝土配合比，做到混凝土“百病不侵”的目的。對混凝土原材料成分控制。（1）作為混凝土的主膠凝料的水泥，其為混凝土提供強度，選材時水泥的品種和細度等都是影響混凝土性能的因素。 水泥中含有的C3A、C3S 含量和水泥細度成正比，和水泥抗裂成反比。（2）單方用水量的多少可得知水對混凝土收縮的影響度。通常，單方用水量和混凝土干燥收縮成正比。如果單方水灰比小于0.35 時， 混凝土內部毛細孔不可貫通導致水分難以融入其中，混凝土自身收縮效應加強，不利于其抗裂性能的形成。 （3）混凝土成分起骨架作用的粗、細骨料對凝膠料的收縮有抵抗作用。 集料的級配與混凝土骨架穩定指數、抵抗變形能力、單方水和水泥用量成正比。 除此之外，泥塊吸水膨脹與失水收縮作用，泥量、泥塊含量和混凝土收縮利成正比。 混凝土成分添加碎石和卵石對其收縮更有利。（4）粉煤灰的活性好、堆積密度小，并且其水化熱比水泥低，作為混凝土組合成分有著改善其工作性、節約成本等作用。 添加粉煤灰可替換部分水泥，一方面減少水泥用量，另一方面有利于混凝土的收縮。 （5）商品混凝土使用外加劑已是普遍現象，市場中使用最多的外加劑是具有高效減水作用的。 混凝土使用高效減水外加劑后，其水灰比和混凝土孔結構得到良好改善[6]。即減少泌水又確保混凝土定時內的流動性。有利于混凝土抗裂。 外加劑對混凝土收縮作用效果不一樣，建筑施工中需則取收縮率低的混凝土外加劑。 （6）水化產生膨脹作用的膨脹劑可較好改善混凝土應力性能，即提高其抗拉強度。有利于防止裂縫。膨脹劑使用效果好壞與混凝土早期養護有直接性關系。 （7）纖維在混凝土中有加筋作用，大數量均勻分布在混凝土中，纖維和水泥基料緊密相聯形成其內部支撐體系[7]，有效阻止細孔及龜裂現象，提高混凝土抗裂能力。事物有利有弊，纖維價格昂貴并造成單方用水量增加，實際施工難以有效控制。

總而言之，混凝土裂縫的有效控制是一個漫長的過程，必須經過科學依據對其成因精心研究證明。 隨混凝土裂縫成因深入探究、建筑技術水平提高， 堅信未來建筑施工中混凝土裂縫問題不再成為焦點,得到圓滿解決。

［1］崔玲翠.淺談混凝土裂縫的成因與控制措施[J].山西建筑,2006,32(12):121-122.

［2］張勝偉.淺析混凝土裂縫的成因與分類[J].山西建筑,2006,32(12):135,136.

［3］王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.

［4］高天清.北京城市軌道交通預應力混凝土箱梁的裂縫控制[J].商品混凝土,2004,1(1).

［5］何丹,韓立林,游寶坤,邱則有.超長大面積現澆混凝土空心樓板的裂縫[J].建筑技術,2002,33(4).

［6］馮麗,顧渭建.高層建筑超長結構無縫設計裂縫控制的建筑與結構技術[J].哈爾濱建筑大學學報,2002,35(2).

［7］李東,連之偉.現澆混凝土樓板設計施工過程中的裂縫控制[J].上海交通大學學報,2005,39(5).