影響商品混凝土收縮變形的主要因素及其綜合控制措施研究

崔玉梅

（寧夏煤炭基本建設有限公司，寧夏 銀川 750200）

0 引言

商品混凝土生產將混凝土的小生產方式的變成集中的專業化的生產系統，以商品的形式向用戶供應混凝土，并將混凝土的攪拌、運輸和布料(或布料由用戶自己完成)三個工序緊密的結合在一起，給混凝土工程施工帶來一些根本性的變革。

1 影響普通混凝土收縮因素分析

1.1 水泥品種及用量

水泥品種對混凝土收縮較大。對純熟料水泥，水泥凈漿收縮主要取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細度等。一般來說，C3A含量大、細度較細的水泥收縮較大，石膏含量不足的水泥也具有較大的收縮，而水泥中的SO3一般來講，混凝土強度越高，水泥用量就越大，單方用水量和水膠比也減小。隨著水膠比的增加收縮應變越來越小，在用水量一定的條件下，混凝土收縮隨水泥用量的增加而增大，可見降低水泥的用量是控制收縮的一個措施，但水泥用量又影響著混凝土的強度，兩者是矛盾的，關鍵在于找到合理的水泥用量，在保證強度的前提下盡量減少水泥的用量。

1.2 骨料品種及含量

骨料是影響混凝土干縮的主要因素之一。這里主要指骨料的種類、含量及彈性模量。

在普通骨料范圍內，混凝土干縮變化比很大。根據有關資料，砂巖骨料混凝土的干縮最大，石灰巖和石英巖骨料的干縮都較小。天然普通骨料本身一般是不收縮的，但有些粗粒巖石和其他一些巖石收縮可達900×10-6。輕骨料通常導致較高的收縮，這是由于骨料彈性模量低及吸水率大，對水泥漿固有收縮的抑制作用減弱所致。

混凝土中發生收縮的主要組分是水泥石，因此減小水泥石的相對含量，也就是增加骨料相對含量，可以減小混凝土干縮。另一方面，骨料對水泥石收縮有限制作用，所以骨料含量對混凝土收縮有很大的影響。

骨料的彈性性質決定抑制水泥石收縮的程度。例如，鋼骨料混凝土的收縮比普通骨料混凝土的低1/3，而膨脹頁巖骨料混凝土的收縮比普通骨料混凝土的高l/3。混凝土收縮明顯地隨骨料彈性模量增大而減小。

1.3 混凝土配合比

根據國內外大量試驗研究資料和實際工程例子，混凝土的配合比是影響其收縮的最關鍵的因素之一。在原材料一定的情況下，混凝土配合比對干縮有很大的影響，這里主要指單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率及灰漿率等參數。

混凝土干縮隨用水量的增加而加大，但幅度不及水灰比對干縮的影響。砂率對混凝土收縮有一定的影響，在配合比相同的條件下，隨著砂率的增大而增大，但加大的幅度較小。而用水量低的貧混凝土、碾壓混凝土，砂率低的干硬性混凝土，一般收縮都比較小。

總之，混凝土干縮隨單位用水量、水泥用量及水灰比的增加而加大。

1.4 外加劑種類和摻量

混凝土添加劑用量大的主要有減水劑、引氣劑及早強劑，它們對混凝土收縮的影響。

1.5 養護條件

養護條件對混凝土的收縮影響非常明顯。這里的條件主要指的是空氣相對濕度、溫度、覆蓋層的類型等。本次試驗的三種養護條件主要意在模擬溫濕度變化對商品混凝土收縮的影響。

空氣相對濕度對混凝土的收縮影響很大，空氣相對濕度越低，混凝土收縮值越大，這是顯而易見的，本次試驗也得到了同樣的結論。據有關資料顯示:混凝土收縮隨空氣相對濕度的增加而減小，直至相對濕度100%時表現為濕脹。同時，混凝土收縮的絕對值遠遠大于在水中的膨脹值。

空氣溫度的升高將導致混凝土干縮增大。混凝土長期處于日曬或陰涼狀態，其收縮是不同的，長期處于日曬狀態下的混凝土比陰涼狀態下的要大得多。

混凝土表面使用各種覆蓋物和涂料，可以減小混凝土中的溫度梯度，從而降低收縮應力，混凝土收縮也相應減小。實踐證明:用薄膜覆蓋加灑水可使混凝土收縮比日曬狀態下明顯減小。

2 商品混凝土收縮裂縫綜合控制措施

2.1 選材配合比設計方面

2.1.1 膠凝材料

宜采用水化熱較低的水泥，不宜采用早強水泥，以降低早期溫升。每立方米混凝土中水泥用量不應過多。為了降低混凝土的水化溫度和改善混凝土拌合物的工作性能，應摻加適量的粉煤灰等摻合物，粉煤灰至少應符合II級灰的要求，盡可能采用I級灰，因為I級灰微珠多，可降低用水量，改善混凝土流動性，粉煤灰摻量一般為膠凝材料總量的20-25%。

2.1.2 細骨料

宜采用級配良好的中、粗砂，細度模數大于2.6。砂率過大容易收縮;砂率過少又容易離析泌水，建議控制在40%左右。

2.1.3 粗骨料

宜采用級配良好的碎石或卵石。

2.1.4 減水劑

為了降低混凝土的早期溫升，應采用緩凝型高效減水劑，摻量應根據工作度需要而定，并應注意其與水泥的相容性。

2.1.5 膨脹劑

為了降低混凝土收縮引起的裂縫，宜摻加具有補償收縮、增強抗裂性能的膨脹劑，摻量為水泥用量的10%左右。

2.1.6 用水量

為了降低收縮和減少混凝土拌和物的離析和泌水，在保證拌和物工作度滿足施工的條件下用水量不宜過大。

2.1.7 坍落度控制

在施工和易性允許的情況下，盡量降低混凝土坍落度，例如水平泵送或向低處泵送的混凝土，坍落度應盡可能控制在140mm以下。坍落度小了，加水量隨之降下來，對減少混凝土收縮有利。

2.2 施工管理控制方面

2.2.1 嚴格施工技術要求

①稱重應嚴格按配比要求，注意砂子、石子含水率測定，并在用水量中扣除砂，石中的含水。嚴禁拌料出機后外加水。從本次試驗看，第三第四兩組由于用含水率為1%和3%濕砂直接代替干砂，造成配合比不當，水灰比增大，而對商品混凝土的收縮起了明顯的影響作用。

計量允許誤差:砂、石為±2%，其它為±1%。

②混凝土拌制應使用強制式攪拌機，砂+石拌5秒，投入膠凝材料(水泥+膨脹劑+粉煤灰)，加水及減水劑拌和30-40秒。

③攪拌車運到現場后，應快速攪拌10秒鐘并測定坍落度，如因堵車運輸時間過長可再摻入一定量的外加劑，但一定要有技術人員計量加入，不能加水。

④支模應牢固，變形小。鋼模板用對拉錨鋼筋，切斷時間應盡量短，否則混凝土易開裂。澆注前用水濕潤溜槽和模板。

⑤施工時要注意振搗均勻，避免出現局部過振形成的砂漿集中，否則局部易出現塑性收縮裂縫和干燥收縮裂縫。嚴禁用插入式振搗器趕料。

⑥初凝前后及時反復抹壓，使己出現的塑性收縮裂縫愈合。如表面己開始硬結，人力抹壓不動時，應采取二次振搗的方法，趁初凝前后水泥晶胚開始形成之際，使重新組成的混凝土結構進一步密實化。

⑦頂底板蓄水養護，先澆注的混凝土初凝后，立即覆蓋濕麻袋養護，待混凝土全部初凝后蓄水養護9d，側墻掛草簾或麻袋淋水養護，每隔24小時淋一次水，養護時間應超過1周。

⑧嚴格控制拆模時間。在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞時，方可拆除側模。拆除側模后應立即澆水覆蓋塑料薄膜養護，或噴涂養護劑養護。底模拆除必須按規范要求執行，跨度小于8m的梁、板等結構物混凝土的設計強度等級標準值必須≥75%，跨度大于8m的梁、板等結構物在混凝土設計強度等級標準值必須≥100%時方可拆模，否則將會影響結構物的安全。

2.2.2 做好溫度控制

要求澆注溫度≤30℃，熱天可放寬至35℃;混凝土內部的最高溫升≤65℃，混凝土內部與表面(或環境)溫差≤20℃，混凝土表面與養護水的溫差≤15℃。施工過程要進行測溫監控。

2.2.3 充分并合理利用控制縫、后澆帶、滑動層、構造配筋等控制開裂的手段和措施。

3 結束語

總之，混凝土結構裂縫的出現是不可避免的，關鍵問題是如何將其早期控制在可以接受的范圍之內，而不致影響結構的自身性能和安全性能。然而，實際工程中由于缺乏對混凝土早期裂縫機理系統的研究和認識，往往采用了不合理的抗裂結構設計，不充分的養護，或者不正確的施工工序，從而直接加劇了裂縫的生成和開展，使其超出可接受的范圍，而帶來安全性、使用性等一系列的問題，造成人力和物力的極大浪費。

［1］富文權，韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制[M].中國鐵道出版社，2002.

［2］馮乃謙.商品混凝土在施工應用中的開裂與對策[J].混凝土，2000（9）：3-6.