混凝土抗裂能力的評價探討

黃河，馮雁波，楊鵬，孟澳

（中建二局第一建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

混凝土是眾多項目中的關鍵材料。在實際的混凝土施工中，混凝土容易受到多種因素的影響，不利于混凝土的功能和安全。所以，為了滿足混凝土的施工要求，混凝土應具有較好的抗裂能力，如此可以降低混凝土裂縫的發生概率，全面提升混凝土的服務能力，確保混凝土的功能與安全。基于此，本文對混凝土抗裂能力進行研究，確保混凝土的抗裂性能得到保證，降低各類因素。

2 混凝土抗裂能力的影響因素

混凝土是多種工程項目施工中常用的施工材料。混凝土裂縫會給混凝土施工帶來影響，不利于混凝土的服務能力，嚴重時，可能造成嚴重的安全隱患，不利于各類工程的服務能力。所以為了對抗裂能力進行分析，需要對抗裂能力的影響因素進行分析。

2.1 混凝土的抗拉強度

抗拉強度是影響混凝土抗裂能力的主要因素，所以，為了保證混凝土的安全系數，需要對混凝土的抗拉強度進行控制。只有混凝土具有較好的抗拉強度，才能避免混凝土出現裂縫問題，從而保證相關工程的施工質量。一般來說，混凝土的抗拉強度越大，混凝土的抗裂能力就越強。

2.2 混凝土的彈性模量

混凝土的彈性模量是指混凝土產生單位變形所需的應力，混凝土的彈性模量受到集料本身的彈性模量和的混凝土灰漿率的影響。當混凝土的彈性模量越高，混凝土就具有較差的抗裂能力，所以，彈性模量和混凝土的抗裂能力之間，呈現負相關的關系。

2.3 混凝土的徐變

徐變是指混凝土在持續荷載的作用下，隨著時間推移而產生的變形。混凝土徐變與混凝土的溫度、水泥種類、粉煤灰的摻入量甚至是灰漿率等有直接關系。混凝土的拉伸徐變一般小于壓縮徐變，對于早齡期的混凝土來說，拉伸徐變是壓縮徐變的0.8倍左右，混凝土才會具有較好的施工價值。徐變增大，混凝土的抗裂性能就會增加，相反，如果混凝土的徐變變小，抗裂性能就會降低。

2.4 混凝土的膨脹系數

混凝土在施工中，膨脹系數越大，混凝土的溫度變形也就越大，同時，溫度應力也就相對較大，抗裂能力也就相對較差，相反，如果膨脹系數越小，那么混凝土的溫度形變也就相對較小，溫度應力也就相對較小，所以混凝土的抗裂性能也就相對較好。混凝土的膨脹系數與混凝土集料線膨脹系數有關系，集料的線膨脹系數會隨著集料的巖性發生變化，其中，石英最大，其次，是砂巖、花崗巖、玄武巖、石灰巖等這些材料，它們的膨脹系數逐漸減小。一般情況下，混凝土配合比設計時，如果水泥用量相對較多，那么混凝土將具有較大的膨脹系數，相反集料使用量較多，混凝土的膨脹系數也就會相對較小。

2.5 混凝土的水化溫度

混凝土的水化溫度是混凝土溫變的主要因素，水化溫度升高的混凝土，其穩定溫度的差會相對較大，產生的溫度應力也就相對較大，混凝土的抗裂性就差，相反抗裂性能也就相對較好。為了滿足混凝土的施工質量，需要對混凝土的水化溫度進行控制，確保水化溫度的合理性，進而全面提升混凝土的施工質量，降低裂縫問題的發生概率。

2.6 自身體積變形

自身體積變形是混凝土常見的問題。混凝土的力學性能中，強度、彈性模量和徐變等都會給裂縫產生影響。而且，自身體積變形也會給裂縫帶來影響，造成自身體積變形變化。收縮型自身體積變形等都會造成混凝土出現裂隙，進而影響混凝土的性能。為了滿足混凝土的施工需求，需要將自身體積變形控制在某一合理的施工范圍，如此，才能提高混凝土的抗裂性能，降低混凝土裂縫的發生概率。

3 混凝土抗裂能力的分析

結合混凝土的基本情況，可以發現，抗裂性能是影響混凝土性能和安全的重要因素。如果混凝土具有較好的抗裂性能，那么混凝土在實際的施工中，混凝土裂縫發生的概率就相對較低。如果抗裂性能差，那么混凝土施工中，相應的裂縫問題就比較容易發生，嚴重影響混凝土的服務能力。變形是造成混凝土出現裂縫的重要原因，所以，需要對混凝土變形的相應問題進行研究。

混凝土的變形可以分為荷載變形和自由體積變形兩大類。現結合實際情況，對這兩類變形進行簡單的分析，詳細內容分析如下。

3.1 荷載變形

這類變形主要因為荷載作用引起的，荷載引起的變形包括彈性變形和徐變變形兩種。具體可以參考式（1）的相應內容進行分析。

式中，E1為混凝土由荷載引起的變形；RL為用于描述混凝土的抗拉強度；E為混凝土彈性模量；C為混凝土的徐變變形。

3.2 混凝土的自由體積變形

混凝土由于水熱溫度變化的和物理化學作用所產生的非應力變形，被稱為自由體積變形，可以用En描述：

式中，En為自由體積變形，Tr為混凝土水化溫度升高值；a為混凝土線膨脹系數；G為混凝土由于的物理化學因素所引起的自由體積變形。

通過對混凝土變形的研究，混凝土的自由體積變形主要是因為混凝土的溫度變化所引起的變形。自由體積變形會造成混凝土抗變形能力下降，不利于混凝土服務能力，會造成混凝土的變形能力被抵消，進而造成負抗裂能力的產生。

另外，綜合抗裂變形指數的基本情況可以發現，荷載變形和自由體積變形的比值可以用于描述混凝土的綜合抗裂能力，并且可以用字母B描述，用這個指標可以實現對混凝土抗裂能力的描述，詳細情況參考式（3）。

因為混凝土的性能指標不相同，所以每一種混凝土都有各自的抗裂變形指標，抗裂變形指數就會變大，說明混凝土的抗裂性能力就相對較強。

4 混凝土抗裂能力的評價

本文結合混凝土抗裂能力的基本情況，對混凝土的抗裂能力進行評價，全面提升混凝土的服務能力，確保抗裂能力得到合理的評價，降低混凝土的裂縫隱患。

4.1 集料的線膨脹系數對混凝土抗裂性能的影響

以混凝土的抗裂性能為研究對象，對混凝土的集料的線膨脹系數和混凝土抗裂性能之間的關系進行研究，確保混凝土在實際服務中，具有較好的服務能力。集料的線膨脹系數越小，混凝土的抗裂能力也就越強。

以某一具體工程為例，該工程所使用的混凝土抗裂能力較好，為正長巖和玄武巖人工集料混凝土，主要是因為白云巖人工集料線膨脹系數大于正長巖和玄武巖人工集料的線膨脹系數。該工程所使用的是集料線膨脹系數較小的正長巖和少量玄武巖，如此一來，就使得混凝土的抗裂性能有了顯著的提升，使得混凝土的性能得到了保證，全面提升了混凝土的服務能力，降低了混凝土在后續施工中，出現明顯的裂縫問題，全面提升施工的質量。對該工程中混凝土的抗裂變形進行相應計算，可以得到低線膨脹系數的人工集料，能夠明顯增強混凝土的抗裂性能。所以，實際工程建設過程中，可以使用低線膨脹系數的人工集料。如此，混凝土的抗裂能力就能得到保證，進而明顯降低各類因素給混凝土施工帶來影響，全面提升整體工程的施工質量。

4.2 集料自身彈性模量對混凝土抗裂能力的影響

混凝土集料的自身彈性模量，對混凝土抗裂性能具有較大影響。為了滿足混凝土的施工質量，需要對混凝土集料的彈性模量進行控制，確保集料的彈性模相對較低，如此才能保證混凝土的抗裂能力相對較好。在線膨脹系數一定的前提下，集料的自身彈性模量越低，混凝土的抗裂能力就越強。這是因為當集料的彈性模量降低，混凝土的彈性模量也相對較小。另外，集料對混凝土有一定的約束能力，當集料的彈性模量越低，混凝土的徐變變形也就越大，有利于提高混凝土的抗裂能力。因此，本工程選擇低彈性模量的巖石作為混凝土的人工集料，有利于提高混凝土本身的抗裂能力。

5 提高混凝土抗裂能力的措施

5.1 選擇不同種類的巖石作為粗細人工集料，能提升抗裂能力

人工集料是混凝土中的重要組成部分，直接影響混凝土的服務能力，所以，為了提升混凝土的功能和安全，需要對混凝土的人工集料進行合理選擇。結合本工程的實際情況，選用玄武巖作為粗集料，灰巖作為細集料，如此，就能滿足混凝土的施工需求，降低各類問題給混凝土帶來的影響。

5.2 合理控制粉煤灰摻量增加

結合實際情況發現，當混凝土的強度升高時，混凝土的抗裂能力會明顯降低，另外，粉煤灰摻量增加時，混凝土的抗裂能力會明顯增加。實際施工時，需要結合這幾部分內容，合理地對混凝土抗裂能力進行控制，確保施工質量，降低工程的各類裂縫風險，全面提升工程的建設質量。

6 結語

本文對混凝土抗裂能力的影響因素進行研究，再對抗裂性能進行研究，確保混凝土的整體服務能力，降低各類隱患給混凝土施工帶來的影響，全面提升混凝土的服務能力，保證混凝土的功能和價值，使得混凝土能夠滿足實際應用需求。