建筑材料性能對混凝土早期裂縫的影響

王化軍

（東莞市天仁混凝土有限公司，廣東東莞 523000）

0 引言

混凝土是我們現代建筑的最主要建筑材料，其在工程建設過程中起著支撐和穩固建筑的重要作用。而在混凝土澆筑過程中，有時會在早期出現裂縫，而這些早期裂縫是施工人員在進行混凝土結構施工時需要著重避免的質量缺陷。而這種質量缺陷出現的原因主要在于所使用的建筑材料具備的性能導致外界給予混凝土的荷載或是混凝土內部承受的各種應力在某一時間點超過混凝土自身結構承載應力的極限強度，在這種強度的應力作用下，破壞原材料與混凝土之間的緊密結合，從而導致裂縫的出現，這種在結構施工過程中出現的裂縫在建筑行業被稱為混凝土早期裂縫，這種裂縫的最大特點在于其出現的主要影響因素不僅混凝土與所用的材料性能有關，與其他因素之間也有關聯。

1 混凝土早期裂縫受建筑材料性能的影響原因

混凝土在制作的過程中，技術人員需要向其中加入各種建筑材料，如水泥、骨料、外加劑等，而這些建筑材料本身的性能會對混凝土的各種性能產生一定影響，從而導致混凝土在早期出現各種裂縫。

1.1 水泥性能

水泥是制作混凝土不可分割的材料，而水泥這種建筑材料本身的性能之所以會對混凝土產生影響從而使其出現早期裂縫，主要是因為水泥本身在制作成混凝土的過程中會出現水化反應，而水化反應時會導致水泥收縮，從而影響整個混凝土的收縮性，進而出現混凝土早期裂縫。因而為了避免這種現象，在選用水泥時應當盡可能選用質量穩定的水泥，即C3S 高C3A 低堿含量低的水泥。C3A 含量較高時水泥水化反應速率快，完成水化反應時的需水量大，此時容易導致混凝土因早期的溫度收縮，自收縮和干燥收縮而開裂。而現階段，我國建筑行業中所使用的水泥直徑正在逐漸減少，以通過增加水泥的表面積來提高水泥的水化速率，從而提高混凝土的早期強度。此時表面積越大，用水量越大，早期水化反應速度快，從而導致混凝土的早期收縮量大，水泥水化熱就集中釋放，但運用這種方法制作而成的混凝土索然前期的強度較高，不容易出現早期裂縫，但是一旦到了后期，這種類型的混凝土就會容易形成干燥收縮裂縫、溫度裂縫和自收縮裂縫。合理選擇需水量小，泌水小的水泥，從而避免混凝土結構在早期材料選擇不當出現裂縫。

1.2 骨料的性能

如今建筑行業所使用的混凝土多數為常規的商品混凝土，而商品混凝土的主要組成部分除了水泥之外，骨料同樣不可或缺。其在商品混凝土中占據的比重較大。而骨料對混凝土性能所產生的影響主要是因為混凝土中骨料的粒徑和級配是影響混凝土收縮能力的主要影響因素，而這些則會受到骨料的砂細度、砂率以及粗骨料的級配的影響。對于同一種強度的混凝土而言，如果加入的骨料越細，技術人員在保證最終制作以及澆筑的混凝土的強度達到工程建設的施工標準的前提下，就需要向混凝土中加入數量更多的水泥。而當混凝土中的水泥數量不斷上升之后，在規定的水灰比影響下，施工人員向其中加入的水也會相應地增加，這種情況下，混凝土的收縮系數會隨著用水量而正比例增加。反之，如果加入的砂越粗，其粒徑越大，混凝土的收縮程度則會呈反比例的降低。而一旦混凝土的收縮系數超出臨界值，使得收縮應力超過混凝土本身的抗拉力之后，混凝土就會在早期出現裂縫。而砂率對混凝土所產生的影響主要是通過對骨料產生的影響，進而擴展到對整個混凝土產生影響。砂率的變動會導致混凝土中骨料的總表面積產生相應的變動，砂率越低，骨料的總表面積越小，最終生產加工出來的混凝土的和易性也會相應降低。而降低砂率的主要好處在于其可以有效降低混凝土干燥收縮過程中裂縫的出現概率。至于粗骨料的級配與砂的粒徑類似，其對混凝土性能所產生的影響主要也是通過影響混凝土的收縮性來實現的。施工人員向混凝土中加入的骨料粒徑越小，骨料的總表面積越大，此時在生產制作過程中，為了使所有的骨料都能夠被膠凝材料包裹，施工人員需要加入的膠凝材料數量也越多。而混凝土中的膠凝材料主要是水泥，所以當施工人員向混凝土中加入更多的膠凝材料之后，隨之而來的則是混凝土中用水量的增加，在這種情況下就有可能會導致混凝土出現早期裂縫。

1.3 混合材

混合材自身的性質不同使制成的混凝土的和易性亦不相同，但是可以通過性能互補來讓經由不同類型組成的混合材具有適宜的泌水性以及流動度，以防止出現泌水、離稀?；旌喜倪@種建筑材料的性能也會對混凝土的性能產生一定影響，但與其他建筑材料不同之處在于混合材對于混凝土的影響主要體現在對于混凝土的耐久性方面，在規定范圍內，混合材的數量適宜，混凝土的耐久性越高，但是一旦超出一定的范圍，過于盲目地在混凝土中使用混合材，最終也會適得其反，導致混凝土開裂。混合材對混凝土裂縫影響的原因較為復雜，在通常情況之下，技術人員在混凝土中合理使用混合材，可以使其中所含有的氫氧化鈣與二氧化硅等化學物質與水泥之間發生兩次水化反應。而產生的新膠體可以有效填充混凝土內部結構中的各種微小裂縫，從而壓實混凝土的內部結構，進而減少混凝土收縮程度，避免出現早期裂縫。此外，含有過量粉煤灰的混凝土早期強度相對較低。此時由于混凝土中水分的不斷蒸發，導致混凝土在干燥凝固過程中會發生一定程度的塑性收縮，這種情況下就會導致混凝土開裂。

1.4 外加劑性能

外加劑在混凝土中所占比例也同樣可觀，其是一種可以有效減少用水量改進和提升混凝土強度、耐久性的輔助性建筑材料。其雖然在單位混凝土中的用量并不如水泥、骨料那么多，但是也將對混凝土質量和性能產生不小的影響，過量加入外加劑也會導致混凝土的強度及性能受到影響。此外，技術人員在向混凝土中添加外加劑時，應當依據建設工程施工的具體狀況和施工的技術要求，確定最終將要添加的外加劑種類和數量。由于混凝土在澆筑初期，水泥的水化速度較慢，這樣就會導致混凝土自身所產生的強度較低，這時混凝土較為容易在外界荷載的作用下形成裂縫。而施工人員在進行混凝土結構施工時所使用的外加劑宜選用具有減水、緩凝、增塑等性能的泵送劑，此時施工人員需要通過相關實驗來確定最終需要加入混凝土中的泵送劑的品種與參量，避免因為泵送劑的性能會使混凝土的整體性能受到影響，從而導致最終澆筑而成的混凝土的強度等性能不符合工程實際建設要求。與此同時，在施工過程中施工人員若是對混凝土進行過度振搗，容易導致混凝土內部的粗骨料過度下沉，導致混凝土內部表面富余較多，此時也會容易導致混凝土表面收縮大，從而提高混凝土裂縫的出現概率?；炷两咏跄龝r才進行振搗，使振搗器與鋼筋接觸發生震動，進而導致混凝土表面容易在振搗器所施加的外部荷載的作用下形成裂縫。

2 預防混凝土裂縫的措施

2.1 合理的選擇混凝土原材料

想要有效預防混凝土在早期出現裂縫，最簡單的辦法便是控制所使用的建筑材料的性能。為此，相關人員可以在生產制作混凝土時，選擇低水化熱、干縮性更小、抗裂性更好的水泥作為制作混凝土的主要建筑用材，例如技術人員可以選用粉煤灰水泥等；此外，除了控制水泥的性能之外，對于骨料的質量和性能也應當嚴格把控。為此，相關人員應當選用品質更好的骨料，盡可能選用中、粗砂，而不是選用細沙，以此降低混凝土早期裂縫出現的可能性。

2.2 基于科學試驗優化配方設計

目前隨著混凝土材料學進步的不斷發展，新技術、新材料的應用成為建筑行業發展的必然趨勢?；炷潦┕み^程中所使用的新的施工工藝以及相關建筑用材也在不斷優化和創新，高性能高強混凝土大量應用礦物摻合料走向類型多樣化，從而提升混凝土的性能。但是由于建筑功能和種類的多樣性使這些建筑在施工過程中對于混凝土的種類以及強度的要求也不一樣，這就給相關設計人員對于混凝土的原材料配比的設計帶來更大的挑戰，也能容易造成質量問題。因而為了解決這種問題，相關人員首先需要在對不同工程建設過程中對使用的混凝土進行的原材料進行規范化，選擇適合該工程的混凝土的配比，以此盡可能地降低混凝土在早期存在的質量問題。

3 結語

總之，混凝土早期出現裂縫是混凝土澆筑工程中較為常見的質量問題，而造成這種現象的主要原因之一便是所使用的混凝土自身的水泥水化收縮性能造成的。因而相關技術人員要從原材料選擇、配合比設計等方面進行優化和改進，以此減少混凝土的收縮量避免早期出現裂縫的現象。預拌混凝土是半成品的狀態進入工地，結構實體的質量與施工條件，振搗情況，養護情況密切相關。