試析混凝土裂縫材料在建筑工程中作用

摘 要 在高層建筑的澆筑混凝土后，結構會產生溫度和收縮變形而導致出現裂縫，這些裂縫會影響建筑物的使用功能，本文作者結合工作實踐，對混凝土裂縫材料的有關特性進行探討。

關鍵詞 混凝土；建筑工程；裂縫

澆筑混凝土后，結構會產生溫度和收縮變形而導致出現裂縫，這些裂縫不僅會影響到建筑物的美觀，而且會影響建筑物的使用功能，如高層建筑地下室外墻的裂縫滲水問題。近年來，隨著城市建設的發展，地下工程也隨之不斷增多，對于地下室工程施工而言，外墻裂縫是一個較為普遍、常常存在的質量問題，因此，在大體積混凝土基礎工程的施工中，除了保證一般混凝土的施工要求外，還應該考慮對混凝土裂縫的防治。

1.混凝土的裂縫

由多種材料組成的混凝土是一種具有抗壓強度高、耐久性能好、抗變形能力差、抗拉強度低、易開裂等特性的非勻質材料。混凝土的微觀裂縫亦稱“肉眼不可見裂縫”，其寬度一般在０．０５ｒａｍ以下，即所謂的“無裂縫的混凝土”；當裂縫的寬度大于０．０５ｒａｍ時，肉眼是可以看見的，此時的裂縫稱為“宏觀裂縫”，它是由微觀裂縫發展而來的。常見的微觀裂縫主要包括ｉ種，第一種是在水泥漿中集料之間的水泥石裂縫，第二種是在集料周圍與水泥石粘結面上的粘著裂縫，第三種是集料本身的裂縫。規范規定，對室內正常環境下的一般構件，其裂縫寬度應小于等于０．３ｍｍ；對露天或室內高濕度環境中的構件，其裂縫寬度應小于等于０．２ｍｍ。

2.混凝土收縮作用

水泥和水是混凝土的重要組成部分，當水泥和水相互作用時會發生水化作用而形成膠結材料，并將石骨料膠、松散的砂倒人合成人工石體形成混凝土。在實際工程中，由于變形作用、溫度、濕度及不均勻沉降等是引起大部分的混凝土結構裂縫的主要原因，其中濕度變化而引起裂縫又占主要部分，這主要是由于混凝土的骨料中含有大量毛細孔、粗孑Ｌ和空隙，這些孑Ｌ隙中存在的水分活動在一定程度上影響了混凝土的一些性質，因此較好的控制濕度變化控制對裂縫有較為重要的作用。混凝土收縮的種類包括失水收縮、碳化收縮、自生收縮、塑性收縮等。

當混凝土潮濕時，由于毛細孔、粗孑Ｌ和空隙中自由水分的蒸發而引起的收縮是不會導致變形，但當周圍環境的干燥作用而導致細孔中的水產生毛細壓力時，水泥石承受這種壓力就會產生壓縮變形，從而導致混凝土的一部分收縮變形，這種收縮就是失水收縮，最大的失水收縮通常是發生在第一次干燥之后。混凝土的干縮是一個十分復雜的變形過程，受很多因素的影響，包括水泥的標號、用量、級配、施工現狀、養護方法和配筋數量等。

混凝土中水泥漿的水化過程是一種物理——化學過程。當水和水泥結合的早期時硬化過程中會產生少量的硬化收縮，這種收縮與外界濕度變化無關，主要是因為水泥顆粒的吸附水，被稱為自生收縮。對于普通混凝土。大部分的收縮屬于自生收縮，其數量級較小，一般在計算中可忽略不計。自生收縮可能是正的變形，也可能是負的變形，既膨脹。當自生變形為穩定的膨脹變形時，對混凝土的抗裂性能是有益的，因此，在工程實踐中宜選用礦渣水泥混凝土和摻粉煤灰的混凝土。

3.水泥的水化熱作用

水泥的水化熱是指在水化過程中水泥所釋放出的熱量。由于在大體積混凝土結構中的混凝土導熱性能十分低，聚集在水泥結構內部的熱量長時間內無法散失，導致此時包含有較大的溫度應力和溫差，因此就很容易因溫度而帶來的裂縫給工程帶來不同程度的危害。

泵送混凝土就傳統混凝土而言，其具有高強度、大流動的特點。當需要配制高強度混凝土的水泥時，通常不能采用標號小于５２５級的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或如調粒水泥、球狀水泥的特種水泥，并且還應考慮水泥品種與外加劑的適應性和水泥的需水性等方面。由于水泥用量大、標號高，使得在施工配置過程中的水化熱要比普通混凝土高出很多，從而形成了較大的溫差和溫度應力。因此，用適當地高性能礦渣摻和料來取代等量部分的水泥時，就可以起到大幅度提高強度和增加流動性的作用，同時可以有效地降低水化熱。

4.外加劑可改善混凝土性

在拌制混凝土過程中加入各種外加劑，就能夠節省水泥、提高施工質量、改善勞動條件、加快施工速度、完善工藝、改善混凝土性能等。因為有那么多的優點，在近半個世紀以來混凝土外加劑是發展較快的一項混凝土新技術。具有調節凝結時間和分散水泥顆粒作用的減水劑，適量的加在攪拌的混凝土中時能夠有效的起到改善混凝土的和易性、節省水泥、提高強度等作用。當加入減水劑能使水泥顆粒容易水化而收縮增加時，摻入減水劑的目的主要是為了提高混凝土的流動性與和易變性。

引氣劑具有引進一定數量的氣泡的作用，當在混凝土中摻人引氣劑時，就可以能夠有效的減少混凝土在流動過程中對管壁的摩擦阻力。引氣劑的加入會使得混凝土的收縮作用從成分上有所增加，并且還能通過減少含水量而到達減少收縮的作用，當這兩種作用共同產生時，混凝土的收縮基本上沒有產生明顯影響。

在混凝土中使用緩凝劑時，通常會增加收縮裂縫，有時還可能會引起收縮裂縫。

5.徐變可減少收縮裂縫

除了彈性變形外，在任意荷載作用下，混凝土結構還會產生一種隨時問緩熳增加的非彈性變形，稱為徐變變形。在大體積混凝土結構中，徐變能有效的降低混凝土的溫度應力、減少收縮裂縫，并且徐變還能減弱因基礎不均勻沉降和在結構應力集中區而引起局部應力的結構中的結構應力峰值。

6.鋼筋可產生收縮應力

在鋼筋混凝土結構中，鋼筋對混凝土的收縮應力有影響，當對混凝土進行適當配筋時，鋼筋在一定程度上能分擔混凝土的內應力，約束混凝土的塑性變形，延緩混凝土出現裂縫，同時也提高了混凝土的極限拉伸。從大量的工程實踐中發現，恰當的構造配筋能夠有效的控制溫度收縮裂縫。