混凝土配合比和原材料對裂縫的影響研究

【摘要】在建筑施工工程領域之中，混凝土是重要的使用材料，茌混凝土中存在的裂縫問題是不可忽視的重大缺陷，要加以謹慎處理，最大程度上提升混凝土的質量，采用優(yōu)化的工藝材料和施工技術手段，減少混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率，并探索混凝土配合比和原材料對裂縫的影響關系，實現(xiàn)對混凝土質量的全面防治和處理，最大程度上提升建筑結構的使用年限和完整性。

【關鍵詞】混凝土；配合比；原材料；裂縫；影響

在建筑工程領域之中，混凝土的質量缺陷主要表現(xiàn)為混凝土的裂縫現(xiàn)象和問題，我們要關注混凝土裂縫現(xiàn)象的缺陷，全面分析混凝土配合比和原材料對混凝土裂縫的影響關系，嚴格把控混凝土攪拌施工的流程及步驟，促進混凝土配合比的優(yōu)化，更好地提升混凝土的質量，減少混凝土裂縫的缺陷性。并注重對混凝土原材料的特性了解和把握，從源頭上規(guī)避混凝土裂縫的產生。

1、混凝土裂縫的成因及危害分析

建筑工程中的混凝土是由水泥、骨料、水、外加劑、摻合料等組分構成，可以較好地節(jié)約工程材料，降低勞動作業(yè)強度，提升作業(yè)效率。然而，在混凝土之中存在難以避免的裂縫缺陷，表現(xiàn)為不同類型，如：塑性沉降裂縫；塑性收縮裂縫；溫度變化導致的裂縫；自收縮引發(fā)的裂縫；化學收縮引起的裂縫；干燥收縮引發(fā)的裂縫；外加劑導致的裂縫等。這些混凝土裂縫會產生如下主要危害：（1）冰凍危害。當混凝土出現(xiàn)裂縫之后，水滲入并在溫度下降時結冰，導致混凝土裂開；（2）鋼筋銹蝕。混凝土出現(xiàn)裂縫還會導致鋼筋銹蝕，極大地削弱鋼筋的受力截面，產生膨脹，降低鋼筋與混凝土的凝結力；（3）加速混凝土碳化剝落現(xiàn)象；（4）降低混凝土結構的承載力。

2、原材料對混凝土裂縫的影響關系

2.1水泥

它是混凝土的核心部分，對于混凝土的性質和質量有關鍵性的影響，它對混凝土裂縫的影響來自于溫度應力縫及自身體積膨脹裂縫。具體來說，水泥的品種、等級、勻質性品質、用量都對混凝土有重要的影響，其中：（1）水泥品種。本應使用低等級的混凝土，卻使用了高品質水泥，則會出現(xiàn)混凝土內外溫度梯度較大的現(xiàn)象，形成溫度應力而引發(fā)混凝土的裂縫問題。（2）水泥的強度等級。并非水泥的強度越高則其使用效能越好，如果低等級混凝土使用高等級的水泥或超量使用水泥，則會使水泥集中水化溫度升高，內部應力在難以釋放的條件下引發(fā)混凝土裂縫，并且無法采用固結灌漿的方式愈合，導致混凝土結構物破壞。（3）水泥品質。勻質性的水泥品質也對混凝土有較大的影響，如果水泥的質量存在缺陷或不夠穩(wěn)定，就會導致混凝土強度不—致的現(xiàn)象，應力較差而引發(fā)混凝土開裂。

2.2骨料

對于細骨料而言，導致混凝土產生裂縫的因素主要包括：（1）細度模數(shù)。砂的細度模數(shù)與其比表面積成反比例關系，當細度模數(shù)較小時，則其比表面積增大；當細度模數(shù)較大時，則其比表面積減小。當砂顆粒的細數(shù)模數(shù)較小時，要增加膠凝材料的用量和用水量，如果混凝土在終凝時的表面水分損失過快，則會形成龜裂現(xiàn)象。（2）有害物質。砂顆粒內部含有云母、黏土、淤泥、粉砂、泥塊等物質，這些物質會降低水泥與砂的黏結度，加大混凝土的用水量，加大了混凝土的收縮裂縫出現(xiàn)的幾率。同時，這些有害物質還會使混凝土的耐久性能降低，引發(fā)混凝土的凍脹開裂現(xiàn)象。

對于粗骨料而言，導致混凝土出現(xiàn)裂縫的因素主要包括有：（1）石料的強度。砂漿體積的變化會對粗骨料與砂漿的膠結界面產生破壞性作用，其生成的拉應力會形成粗骨料與砂漿的膠結界面的裂縫，導致粗骨料的強度降低。（2）活性氧化硅。水泥中的堿性氧化物水解之后，會產生化學反應，生成氫氧化鈉、氫氧化鉀，這些化學反應物與粗骨料中的活性氧化硅反應，形成堿-硅酸凝膠，凝膠吸水膨脹出現(xiàn)堿骨料反應，會對混凝土結構造成較大破壞性的影響。（3）級配。骨料的級配不良時，需要使用過量的水泥砂漿，填充骨料的空隙，這就使水泥砂漿在應力集中的狀態(tài)下生成裂縫。

2.3外加劑

混凝土中的外加劑是必不可少的原材料，是利用混凝土先期的體積膨脹補償混凝土的收縮現(xiàn)象，減少混凝土干縮而引發(fā)的變形。然而外加劑的添加比例卻是關鍵的內容，如果外加劑添加過量，則會使混凝土結構快速崩裂；如果外加劑的堿含量超標，也會誘發(fā)骨料中的堿集料反應，導致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.4礦物摻合料

這是一種輔助性膠凝材料，如：粉煤灰、礦查、硅灰等，在混凝土中應用礦物摻合料可以較好地調整混凝土的強度，提升混凝土的抗化學侵蝕能力，使混凝土更為致密，減少混凝土的收縮，增強混凝土的和易性。然而，如果礦物摻合料的使用不當，上部混凝土中的粉煤灰較多、強度較低，則會使混凝土出現(xiàn)塑性收縮開裂現(xiàn)象。

3、混凝土配合比對混凝土裂縫的影響關系

3.1水泥品種及用量

混凝土的水泥選用要注重對混凝土強度發(fā)展時產生的大量水化熱的預防和控制，要避免混凝土的絕熱濕升現(xiàn)象，控制因溫度應力而引發(fā)的裂縫。這就需要考慮水泥品種及其用量，為了確保混凝土的強度，要選用低等級的水泥、減少每立方米混凝土的水泥用量，應當將每立方米的水泥含量控制在450kg之內。另外，如果為了混凝土塌落度的現(xiàn)實需求，要增加水泥的用量，應當用水泥摻合料，如：粉煤灰、硅粉替代水泥。

3.2砂率

混凝土拌合物的坍落度、黏結度、保水性是決定砂率值的重要依據(jù)和前提。如果砂率不夠合理，則會引發(fā)混凝土拌合物離析和沁水現(xiàn)象，使混凝土的攪拌無法成形，導致混凝土表面干縮裂縫。如果砂率過大，混凝土的砂漿量過于富裕，則會降低混凝土的彈性模量，在受力不均勻的狀態(tài)下引發(fā)混凝土的局部開裂現(xiàn)象。這樣不僅浪費了大量的人力物力，而且增加了資金投入成本，影響了建筑工程造價控制。

3.3骨料級配

骨料級配對于混凝土的和易性特征有直接的關系，如果骨料級配較差，要達到混凝土所需的和易性，就需要添加膠凝材料或加大砂率，這難免會導致水泥過量而引發(fā)混凝土的裂縫現(xiàn)象。

3.4外加劑

混凝土中添加的外加劑也是混凝土配合比設計中應當考慮的內容，如果在添加減水劑的過程中減水率驟然升高，則會增大混凝土中的自由水，增加混凝土的坍落度，使混凝土拌合物出現(xiàn)離析和沁水現(xiàn)象，降低混凝土的強度。可見，外加劑在混凝土配合比中的運用非常關鍵，如果摻加不當，輕則降低混凝土的結構性能，重則直接導致混凝土報廢。

另外，還要加強配合比的現(xiàn)場控制，配合比設計人員要深入施工現(xiàn)場，根據(jù)混凝土澆筑、操作水平及構件截面等，選擇混凝土的合理坍落度。

結語：

綜上所述，混凝土配合比和原材料對于混凝土裂縫有極其重要的影響關系，為此，要注重混凝土原材料的使用，嚴格控制混凝土的配合比，注重原材料使用和配合比的科學合理性，最大程度上減少對混凝土的裂縫影響，從而更好地提升混凝土的結構性能，減少混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率，提升工程施工質量。