高性能混凝土早期開裂規律及防治策略的探討

袁 芬 鄭 龍 蘆向晶 曹鶴磊

（寧夏新豐益節能科技有限公司，寧夏銀川750000）

伴隨著科學技術的不斷發展，以及建筑工程的需要，高性能混凝土被廣泛應用于建筑工程之中，取得了良好的應用效果。雖然高性能混凝土與常規混凝土相比，優勢十分顯著，但由于高性能混凝土水膠比相對較低，且早期收縮較大，致使混凝土在硬化期間容易產生裂縫，繼而對工程質量造成不利影響。因此，對高性能混凝土早期開裂規律及防治策略進行探討，其意義十分重大。

1 高性能混凝土早期開裂規律

某建筑企業在寧夏地區建設了一個混凝土工程，由于受到當地環境的影響，本工程需要采用高性能混凝土進行施工，本次施工配置混凝土的原材料都為寧夏本地生產的材料。為確保混凝土的強度性能和工程建設質量，并對混凝土早期開裂規律進行把握，本文進行了以下方面的研究。

1.1 水灰比對混凝土早期開裂的影響

隨著水灰比的不斷增加，高性能混凝土早期開裂的時間會逐漸延遲，開裂的尺寸也會不斷縮小，究其原因，主要是水灰比與混凝土中的自由水量呈正比關系，簡言之，水灰比越大，自由水量越多，而自由水量的不斷增加，則會降低混凝土結構的密度，這樣一來，就會為混凝土由內向外移動提供了充足的蒸發水分，從而會延遲混凝土表面開裂的時間。

1.2 摻加硅灰對混凝土早期開裂的影響

據查閱相關資料可知，在風吹條件相同的情況下，摻加硅灰的混凝土，其開裂時間要早于未摻加硅灰的混凝土，并且開裂的嚴重程度也遠高于未摻加硅灰的混凝土[1]。而在室內溫度相同的條件下，摻加硅灰的混凝土，其開裂的時間，同樣早于未摻加硅灰的混凝土。并且，隨著硅灰摻加比例的不斷增加，混凝土開裂的時間會越來越短，但開裂程度卻不會發生改變。

1.3 摻粉煤灰對混凝土早期開裂的影響

據有關資料證明，在相同的風吹條件下，在高性能混凝土中摻加粉煤灰，可以延遲混凝土早期開裂的時間，裂縫貫穿于整個混凝土的時間也隨之延長。究其原因，主要是增加粉煤灰，可以降低混凝土的早期水化程度。粉煤灰的摻加可以在一定程度上抑制混凝土的干燥收縮。但是在室溫相同的條件下，未摻加粉煤灰的混凝土，并未出現開裂，而摻加粉煤灰的混凝土在24 小時內就會出現裂縫。其原因在于，雖然粉煤灰具有一定的物理的填充作用，將其應用于混凝土結構之中，可以提高混凝土結構的致密性，且保水性能較好，但因為混凝土內部水分的遷移速度與水分蒸發速度相比，依然存在差距，從而導致摻加粉煤灰的混凝土在室溫條件下，其表面依然十分干燥，繼而會出現一些縫隙。

2 高性能混凝土早期開裂的防治策略

2.1 科學選擇原材料，合理設計配合比

骨料對于防止混凝土抑制收縮十分重要，尤其是粗骨料的作用更為顯著，但不同類型的粗骨料，其抑制收縮的能力也存在差異，一般情況下，石灰巖會優于安山巖，而安山巖則好于砂巖，如果使用者具備相應的條件，應盡量選擇石灰巖作為骨料[2]。在進行水泥選擇的過程中，不宜選用收縮較大的水泥類型，例如：早強型水泥、礦渣水泥和鋁酸鹽水泥等，與此同時，盡量選擇中等標號的水泥，最好選擇粉煤灰作為摻加料。

在滿足施工要求的前提下，不應過度使用水泥，盡量提高混凝土的水膠比，合理配置骨料、使砂率降低都能在一定程度上降低混凝土的收縮率，用合摻的硅灰和粉煤灰取代一定量的水泥，也可以對混凝土早期開裂進行防治。

2.2 纖維和減縮劑的應用

在混凝土適當添加一些纖維，可以防治混凝土早期開裂，適合添加至混凝土中的纖維包括聚丙烯纖維、鋼纖維、碳纖維以及玻璃纖維，這些纖維的添加，不僅可以使混凝土強度得到提升，還能對混凝土收縮進行抑制。降低水溶液張力是減縮劑的主要作用，隨著水溶液張力的降低，混凝土收縮程度會隨之減少。

為進一步驗證對纖維和減縮劑防治混凝土早期開裂的效果，有關學者進行了相關試驗，試驗結果表明，普通混凝土在澆筑完成后的8 小時內發生了開裂，而48 小時后，開裂程度十分嚴重，然后趨于平穩。而摻入聚丙乙烯纖維的混凝土，僅在1 天后出現了2 條非常細小的裂縫，且并無新的裂縫出現。而摻加碳纖維和減縮劑的混凝土，自始至終也沒有出現裂縫。

2.3 在施工過程中對混凝土早期開裂進行控制

為了實現對高性能混凝土早期開裂的有效防治，在工程項目施工過程中，應該對混凝土結構進行優化設計，通過伸縮縫預留等施工方法的使用，避免混凝土受到過大的束縛。同時，還要對混凝土內外部溫差過大而導致的溫度裂縫進行考慮，通過加熱和預冷措施的合理使用，促使混凝土內外部溫度保持在一個相對穩定的狀態，這樣一來就可以避免溫度裂縫的出現。此外，內部循環水冷卻、分層澆筑施工、覆蓋塑料薄膜、及時養護、保持混凝土濕度，也是防治高性能混凝土早期開裂的有效措施。例如：在進行大體積混凝土澆筑施工時，由于混凝土體積較大，水化熱量較高，如果采用普通的澆筑方式，會導致混凝土水化熱量無法散發，致使混凝土出現開裂。而分層澆筑方法的采用，則可以有效解決這一問題，通過將一個完整的混凝土分為幾個部分進行澆筑，可以讓混凝土水化熱量充分散發，有利于避免溫度裂縫的出現。

3 結語

綜上所述，混凝土作為建筑工程中最主要的施工材料，其質量的高低會對工程質量造成直接的影響。為此，建筑領域應該對高性能混凝土早期開裂規律進行把握，采取有效的防治措施，才能避免混凝土開裂問題的發生。