水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響及開裂風險分析

李鵬

【摘要】混凝土作為當前建筑工程使用較為廣泛的一種結構，保證混凝土結構質量對建筑工程建設中有著至關重要的作用。在混凝土結構中，水泥和砂作為混凝土結構的主要成分，水泥和砂的兌比比例合適與否直接影響到了混凝土結構性能，一旦混凝土結構不達標，就會出現裂縫，進而影響到建筑工程質量。本文就水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響及開裂風險進行了相關的分析。

【關鍵詞】高性能混凝土；影響；開裂風險；水泥和砂

引言：隨著我國經濟的發展，對建筑工程的需求也越來越大，建筑行業的發展有效地推動了我國經濟的增長。在建筑工程中，混凝土作為混凝土結構的建筑工程的重要組成部分，混凝土結構的質量直接關系到建筑工程的整體質量，在實際的建筑施工過程中，混凝土裂縫是常見的問題，在經濟快速發展的時代，保障建筑工程的質量是建筑事業發展的核心內容，只有找出混凝土裂縫的原因所在，對癥下藥，才能找到有效的解決辦法，保證工程的質量。

1、水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響

1.1水泥類型對高性能混凝土性能的影響

在現代建筑工程中，水泥、砂是建筑工程必不可少的一種材料，隨著建筑行業的發展，水泥的組成和細度已經發生了巨大的變化，有效地滿足了當代建筑行業發展的需求。水泥有礦渣，復合，普通等多種水泥型號和32.5，32.5R，42.5，42.5R等多種強度，然而，在我國當前建筑行業中，建筑規模不斷擴大，工程建設難度越來越高，越來越復雜，建筑工程大多采用提高C3A含量和較大比表面積的措施來提高水泥標號，其后果必然造成水泥水化熱大、需水量大、水泥和高效減水劑相容性差、不易保存等問題。從而導致混凝土抗裂性能的降低。另外，高標號水泥如果出廠后不盡快使用，強度損失往往比較大，進而使得混凝土結構出現裂縫。另外，水泥與砂的配合比也是影響高性能混凝土性能的一個重要因素。水泥和砂配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。在進行混凝土制作時，不是出現水泥用量過大，就是水灰比過大大、含砂率不適當、骨料種類不佳，同時，在高性能混凝土中會增加一些礦渣粉，通過礦渣粉來填充于水泥顆粒間隙和絮凝結構中，占據了充水空間，原來絮凝結構中的水被釋放出來，使漿體稀化。當保持流動度不變，則導致用水量降低。為此，一旦水泥和砂配合比不當，直接就會造成混凝土開裂，不利于保障建筑工程質量。

1.2砂對高性能混凝土性能的影響

砂是現代建筑施工中不可缺少的材料之一，亦是混凝土中重要的材料組成，隨著日益加大的基礎設施建設的投資，砂的用量日益增多。在建筑施工中砂漿、混凝土的性能受到砂含泥量等質量指標的影響。隨著含泥量的增加，混凝土的初始坍落度愈來愈低，當含泥量達到13%時，在相同材料的情況，混凝土拌合物初始坍落度為0；這說明，隨著含泥量的升高，泥含量對外加劑及水的吸附越來越大，使得混凝土的用水量要加大才能保證要求的流動性。隨含泥量的增高，混凝土的保坍性能也越來越差。另外，砂也分粗砂、細砂，砂越粗，混凝土結構之間的空隙就越大，進而出現開裂的風險就越高。同時，隨砂含泥量的增加，混凝土強度降低，工作性能變差。在相同的含泥量、混凝土強度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量，增大了混凝土的成本。

2、高性能混凝土開裂風險分析

2.1碳化收縮

高性能由于混凝土有足夠的密實度，碳化只限于表層，對混凝土結構內部的影響較小。然而在混凝土結構表面，受多種因素的影響，混凝土結構表面干燥速率非常大。再加上

高性能混凝土結構會有一個自我收縮的過程，在這個收縮過程當中，混凝土中的水分揮發的較快，進而使得混凝土結構性能受到約束，引起嚴重的開裂。

2.2 溫度收縮

溫度收縮主要是混凝土內部溫度由于水泥水化而升高，最后又冷卻到環境溫度時產生的收縮。其大小與環境溫度、混凝土澆筑溫度、混凝土的熱膨脹系數、混凝土最高溫度和降溫速率有關[1]。在建筑施工的過程中，進行混凝土澆筑的時候，容易受到天氣氣溫變化的影響，當溫度升高時，混凝土受熱膨脹，混凝土內部結構受到較高溫度的影響會變形，產生較大的應力，當應力超過混凝土自身的抗拉力時，就會產生裂縫，當溫度下降時，混凝度遇冷就會冷縮，混凝土結構之間就不會很好的凝固，時間久了之后就會慢慢的成型，混凝土結構之間的材質就會出現問題，進而使混凝土開裂。

3、高性能混凝土開裂防治措施

3.1加強混凝土的檢測

隨著建筑工程規模的不斷擴大，高性能混凝土結構的需求也在不斷增加。而高性能混凝土的制作對水泥、砂等才來的配比非常重要，水泥、砂的配比恰當與否直接影響到了混凝土的質量，進而關乎到建筑工程的整體質量[2]。為了防止高性能混凝土開裂，針對混凝土制作，工程施工單位要加強對混凝土的檢測，對商砼攪拌站要派遣專業的人員進行監督，在混凝土配合比設計時，盡可能的降低混凝土的單位用水量，保障水泥的質量，并要求攪拌站出示規范的混凝土檢測報告，確?；炷恋牟牧喜粫霈F問題。

3.2加強水泥的檢測

為了保障我國建筑工程質量，在水泥質量檢測中，就必須加強科技的應用，引進先進的科學設備，為水泥質量檢測提供條件，同時，做好水泥質量檢測儀器的維護工作，及時檢查和調整儀器設備，并且定期將檢測設備送專門的檢測部門檢修，保證檢測設備在有效使用期限內正常使用[3]。其次，水泥檢測行業要加強與外界的聯系，學習國外先進的檢測技術，應用到我國水泥質量檢測中去，進而保障水泥檢測質量。

3.3加強混凝土施工的控制

在進行混凝土澆筑的時候，施工人員首先要仔細檢查支撐混凝土的模板，看其是否牢固，在進行澆筑混凝土的時候，還要拍專人看守，防止出現爆?，F象；施工單位要加強混凝土的筑搗工作，要求作業人員在澆筑的時候分層澆筑，在用振動棒進行振搗的時候要加大振搗次數，避免出現漏振、過振的現象，確?；炷琳駬v均勻，振搗密實[4]。同時，要嚴格控制混凝土澆筑下落的高度，在澆筑高度過高的時候要要求泵車降低泵車落管的高度，防止出現混凝土離析。

3.4混凝土澆筑盡量避免高溫天氣

由于混凝土容易受到溫度應力的影響，所以在進行混凝土澆筑的時候，應該盡量避開高溫天氣，防止在進行混凝土澆筑的時候，溫度太高，加速混凝土結構內部水分的揮發，使得混凝度的承受力不能承高溫產生的應力[5]。在實際的施工過程中，為了工程進度，不得不進行澆筑，那么施工單位就要采用綜合的措施，控制混凝土的初始溫度以及溫度的變化，盡量安排在夜間進行澆筑，在產生應力集中的薄弱環節采取有效的加強措施。

3.5做好混凝土的養護工作

混凝土在澆筑完成后，混凝土自身結構要經歷一個凝固成型的過程，在這個過程當中水分揮發會加快，這時要根據施工的具體情況，在澆筑混凝土的地方蓋上一層薄膜紙，防止混凝土水分揮發過快，并做好澆水養護工作，給混凝土補充必要的水分。另外，在澆筑完混凝土后，在不可避免的情況下，混凝土出現裂縫，要采取有效的補救措施，對裂縫較小的地方進行修補，對裂縫較大的地方采用結構補強法，通過增配構造筋提高抗裂性能，采用小直徑、小間距的鋼筋，從而加大混凝土的抗壓能力[6]。

4、結語

近年來，高性能混凝土結構在我國當前建筑領域中得到了廣泛的應用，但其暴露出來的問題也越來越嚴重，其中最主要的就是混凝土開裂。高性能混凝土結構開裂問題直接影響到了工程建設進度和效率。在高性能混凝土結構中，水泥、砂是其結構的主要成分，水泥和砂的配對比例合理與否直接關系到了高性能混凝土的性能。工程質量作為工程建設的靈魂，只有高質量的建筑工程才能符合我國當代社會發展的需求，才能更好地促進我國社會經濟的發展。為此，針對高性能混凝土，為了防止高性能混凝土開裂，就必須控制好水泥和砂的配比，做好混凝土施工控制和管理工作，確?；炷潦┕べ|量，進而為工程建設質量提供保障。

參考文獻

[1]張金. 水泥類型和砂對高性能混凝土的性能影響及開裂風險分析[D].浙江大學，2014.

[2]王東方. 廣東省公路工程高性能混凝土關鍵技術研究[D].北京建筑大學，2014.

[3]林遠志. C55機制砂混凝土在橋梁主梁的應用研究[D].重慶交通大學，2014.

[4]黨玉棟. 減縮劑與內養護對水泥基材料體積穩定性的影響[D].重慶大學，2012.

[5]額吉樂. 高強高性能混凝土早期收縮及開裂抑制措施研究[D].北京交通大學，2011.

[6]余川. 機制砂在巴南高速公路中的應用研究[D].西南交通大學，2011.