關于混凝土材料收縮與開裂相關分析

李建磊　閆瑞芬

摘要：近年來，社會經濟發展迅猛，城鎮化進程日益加快，我國工程建設過程中對混凝土材料的需求也越來越多，然而，混凝土材料的質量決定了工程質量的好壞，因此研究混凝土材料的收縮與開裂具有一定的意義，本文首先介紹了影響混凝土材料的收縮和開裂的因素，其次對混凝土材料的評價方法做了進一步的分析，最后就如何提升混凝土材料的防裂性能提出了相應的措施，希望通過本文能夠給相關工作者帶來幫助。

關鍵詞：混凝土材料；干燥收縮；施工質量；裂縫

1 造成混凝土收縮開裂的原因

就混凝土材料的收縮性種類來講，溫度收縮以及干燥收縮是最常見的，然而本文主要闡述的重點是其自身的收縮性。相同于干燥收縮，造成混凝土材料自身收縮是由于水遷移，然而不同的是其不是由于水蒸發失散，而是因為水泥水化時，大量的水分被消耗掉了，出現凝膠孔液面不斷下降的現象，從而造成彎月面，此外加上其自干燥性功能，所以混凝土材料的濕度容易被降低，混凝土的體積減少了。然而與之不同的是，由于水膠比變化而發生的自身與干燥2鐘收縮功能，最主要的原因是當混凝土的水膠比降低時，混凝土自身便發生干燥收縮，因此進一步加大了自身收縮。比如：當水膠比> 0.5 時，其干燥、自身收縮與自干燥作用相比，相差不大，因此可以忽略不計；而當水膠比<0.35時，混凝土的濕度則會少于80%，此時的干燥與自身收縮便會各占50%。此外，對于塑性收縮來講，是當水泥存在較大活性、較低水膠比，混凝土溫度較高時出現的開裂現象，與此同時，因為混凝土不斷減少的泌水，況且其表面被蒸發掉的水分不能及時得到補充，從而使混凝土得以維持一種塑性狀態，一旦發生一點拉力，混凝土表面就會出現各種各樣分布不均勻的裂痕。

2 認識混凝土的評價方法

評判并檢測混凝土收縮與開裂現象，其實是為了能夠降低開裂現象的發生做出參考依據。進行實施澆筑時，測量水泥水化熱以及絕熱升溫等參數，這是采取的最主要的測評辦法。對材料以及配合比例進行有效控制，此外采取將水管冷卻埋設以及將拌合物預冷等方法，使得內外溫差能夠被限制在適宜的范圍內，換句話說，使得溫差得到最大程度上的降低，從而防止材料給混凝土帶來的開裂現象。采用收縮以及開裂的評判措施時，一位德國教授在1969年創新的開裂實驗架裝置是值得采用的一提的，這種裝置的運用可以模仿在約束環境下，初齡期的混凝土所形成的應力。優點有以下幾點：第一，混凝土一開始是黏塑性體，由此漸漸變成粘彈性體，漸漸降低了松弛在這過程中的作用，然而漸漸增加了彈性模量，此外，由于變形了的混凝土材料特別易受剛性構架的阻礙，因此混凝土對于開裂現象的趨勢以及敏感性能夠被評定出來。第二，運用這種裝置還能預測已知參數、澆筑溫度和混凝土等出現開裂現象的可能性，因此能夠實時有效的采取預防方法。目前，就多數研究學者來講，他們總是專心致志的研究并計算混凝土材料約束應力，從而能夠確認開裂現象帶來的危險性，且對材料性能、松弛力與水化熱變化、提升抗拉強度、加大剛度以及熱膨脹系數等的結合，從而創建一系列的計算機程序研究變形帶來的影響情況。然而材料類型、齡期、拌合物以及溫度的結合從根本上形成了以上這些參數，所以以往只有從答題上評價因以上參數所帶來的限制，然而在創建模型方面，材料性質得到不斷發展，在被運用到實際過程中時，模型則應假設考慮到以下幾種條件：混凝土溫度與約束應力等，然而就法國和日本而言，他們已經研制出了新辦法來現場評價約束應力，將現場計算的結果、測試結果和實踐結果進行相比較，從而更好、更快的促進此領域的發展。

3 混凝土材料的防裂性能措施的提升

混凝土材料在不同情況下出現的開裂現象以及原因也有極大的差別，并存在相對的復雜多樣性。比如，因為混凝土其自身收縮的特點，高強混凝土在得到灌注之后，在濕養護方面應及時做好措施，尤其要注意當環境溫度以及混凝土溫度都過高時，養護工作更要做好。但是，就目前相關規范標準而言，僅對普通混凝土材料設定了有關養護方法，即混凝土材料的養護得到加強，并不是隨便延長養護的時間。

3.1 降低混凝土材料開裂溫度

上文所講的這位德國教授在實驗開裂過程中，得到了很多結果，且對降低材料開裂溫度的各種因素進行了分析比較。比如，最新拌的混凝土材料其溫度從 25℃下降到 11℃，則△TC 為 15～18 K；如果采用的水泥質量好時的△TC 是 20 K；當采用碎石取代卵石時的△TC 是3～5 K 等。我們從上述結果中可以得知，在混凝土材料中，水泥質量是否優質嚴重影響著混凝土材料的質量。所以，選取水泥時，考慮到水泥擁有的優質抗裂性能，極大程度的采用那些細小粉末、含堿量低的水泥。

3.2 采用摻入粉煤灰法預防開裂

目前，對混凝土出現開裂具有重要影響的原因之一就是溫度收縮，就這種情況而言，相對數量的粉煤灰被加入到其中能夠有效防止開裂現象的發生。比如，實施建筑施工過程中，出現了比較嚴峻的開裂現象，就當時規范標準而言，其要求混凝土材料在10小時的強度，最好高于 12MPa，此外，實施隔熱灌溉12小時時的強度最好低于6MPa，如果這些規范要求沒有達到，我們就要取代水泥，加入一定量的粉煤灰。此外，想要避免早期的混凝土材料強度過高，我們還要以56天為一齡期強度進行計劃，從而更進一步的有效防止了在早期混凝土材料就出現開裂現象。同時，與純水泥類型的混凝土相比，實施灌溉后的具有粉煤灰的混凝土，應保證及時將其進行覆蓋，借助覆蓋這一舉措，做到保溫、保濕從而預防開裂現象的發生，然而我們應注意在進行養護時，應避免用浸水或者灑水的辦法。

4 總結

總之，對影響混凝土材料的收縮和開裂因素進行分析，介紹了混凝土材料的評價方法，提出了提升混凝土材料的防裂性能措施，即材料開裂溫度降低與摻入粉煤灰兩點，只有對影響混凝土收縮與開裂的原材料進行分析，才能保證混凝土的良好使用，促進施工質量。

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