谈混凝土裂缝成因及对其原材料的有效控制

田 超

（中煤建筑安装集团有限公司新疆分公司 新疆 乌鲁木齐 830054）

0 引言

很久之前的房屋建设中，混凝土裂缝事件不足为奇，因为它并不影响人们使用，并且可有效补救。随经济迅猛发展，建筑施工企业承担着城市建设之重任，需提高施工质量，可在引进原材料质量、混凝土浇筑及搅拌、外加混凝土防护等工作中严格进行有效控制，必然可杜绝混凝土裂缝[1]。 但是当今时代所产出的混凝土多数为商品混凝土[4]，所引进原材料质量，混凝土材料配合比，混凝土搅拌机浇筑技术超前提高，后期混凝土即便如何高效养护，其裂缝必然存在。 随时间的迁移，这种现象从稀有变成普遍，从可控制直至不可控制，最终成为建筑工程技术人员想尽办法治理的“病症”。

1 混凝土裂缝的主要原因

1995 年Rogdla 等人勘察美国混凝土桥板而做出以下结论[2]：在混凝土硬化期产生的荷载、震动不是混凝土大部分裂缝的原因，因为桥板面的材质是采用高强混凝土，具有高弹模，有足够的适应能力，温度变化和干缩量都不成导致裂缝的原因。当前水泥特征为高细度并且碱和C3S 占其所有材料比重大，因为是导致裂缝的原因。 由此可见导致混凝土裂缝的主因素在于混凝土的收缩[3]。

2 导致混凝土收缩的原因

2.1 水泥性能的影响

混凝土材料基本由水泥、砂、石头和水混合组成。通常施工中为提高混凝土的性能会适当添加外加剂和掺合料。混凝土通常使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。 根据实际需求还可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。但水泥性能标准要和国家规定相符合。前期认为导致混凝土裂缝的主要原因不是水泥品种。 经新研究指示，导致混凝土收缩度加大的主要因素是水泥抗裂性能差。 施工中为了追求高强度和早强，水泥中碱成分及C3S 成分越来越高，水泥细度变细，最终导致水泥抗裂性能降低。

2.2 外加剂性能的影响

高效减水剂是混凝土组成材料之一，其性能与混凝土收缩性能有直接关系。 《混凝土外加剂)GB8078-1997 条文规定高效减水剂的正常收缩率≤135%。 即同混凝土稠度下，添加高效减水剂混凝土的收缩比不加的收缩大35%。普通高校减水剂收缩值范围在115%-135%。这些可以说明泵送混凝土比非泵送混凝土及其它混凝土易裂缝的原因。

2.3 混凝土硬化前、后的收缩

以前往往重视混凝土硬化后期的收缩而忽视前期的收缩，因条件限制缺乏研究和相关人员的重视。 然后，现经实验表明在混凝土硬化后期收缩率相较前期收缩率小十至三十倍。

在特定温度和适度的实验室中，观察混凝土在硬化前期是可流动的。其收缩不是导致混凝土开缝因素，反而会被混凝土流动所弥补。但在温度及湿度不稳定的室外情况却截然相反，混凝土被浇灌后，模板和钢筋等因素限制其变形[5]。 当浇筑楼板混凝土时遇到干燥、大风、高温等天气，那么混凝土表面因天气影响加速硬化，表面硬化导致自身不能良好的流动，但里层却没有真正硬化。 硬壳和内部未硬化部分之间形成硬化梯度层，它阻碍了混凝土的变形，后期内部混凝土的变形过程中带动表面硬化部分的变形，随后表层慢慢裂开，最终导致混凝土裂缝。 即使后期采取各种拍、压、抹技术补救，但随时间推移楼板表面裂缝数量和宽度会更多更宽。因此可以看出混凝土的裂缝多数在其未硬化前期。 只是表面细小的裂缝没有及时察觉和重视。 小裂缝在混凝土收缩时，其尖端处应力集中而导致裂缝蔓延。

3 对材料的有效控制

俗话说治病需根治，混凝土裂缝也需找出“病”的根本，并有效进行控制。原材料作为混凝土形成的源头，需精心搭配混凝土配合比，做到混凝土“百病不侵”的目的。对混凝土原材料成分控制。（1）作为混凝土的主胶凝料的水泥，其为混凝土提供强度，选材时水泥的品种和细度等都是影响混凝土性能的因素。 水泥中含有的C3A、C3S 含量和水泥细度成正比，和水泥抗裂成反比。（2）单方用水量的多少可得知水对混凝土收缩的影响度。通常，单方用水量和混凝土干燥收缩成正比。如果单方水灰比小于0.35 时， 混凝土内部毛细孔不可贯通导致水分难以融入其中，混凝土自身收缩效应加强，不利于其抗裂性能的形成。 （3）混凝土成分起骨架作用的粗、细骨料对凝胶料的收缩有抵抗作用。 集料的级配与混凝土骨架稳定指数、抵抗变形能力、单方水和水泥用量成正比。 除此之外，泥块吸水膨胀与失水收缩作用，泥量、泥块含量和混凝土收缩利成正比。 混凝土成分添加碎石和卵石对其收缩更有利。（4）粉煤灰的活性好、堆积密度小，并且其水化热比水泥低，作为混凝土组合成分有着改善其工作性、节约成本等作用。 添加粉煤灰可替换部分水泥，一方面减少水泥用量，另一方面有利于混凝土的收缩。 （5）商品混凝土使用外加剂已是普遍现象，市场中使用最多的外加剂是具有高效减水作用的。 混凝土使用高效减水外加剂后，其水灰比和混凝土孔结构得到良好改善[6]。即减少泌水又确保混凝土定时内的流动性。有利于混凝土抗裂。 外加剂对混凝土收缩作用效果不一样，建筑施工中需则取收缩率低的混凝土外加剂。 （6）水化产生膨胀作用的膨胀剂可较好改善混凝土应力性能，即提高其抗拉强度。有利于防止裂缝。膨胀剂使用效果好坏与混凝土早期养护有直接性关系。 （7）纤维在混凝土中有加筋作用，大数量均匀分布在混凝土中，纤维和水泥基料紧密相联形成其内部支撑体系[7]，有效阻止细孔及龟裂现象，提高混凝土抗裂能力。事物有利有弊，纤维价格昂贵并造成单方用水量增加，实际施工难以有效控制。

总而言之，混凝土裂缝的有效控制是一个漫长的过程，必须经过科学依据对其成因精心研究证明。 随混凝土裂缝成因深入探究、建筑技术水平提高， 坚信未来建筑施工中混凝土裂缝问题不再成为焦点,得到圆满解决。

［1］崔玲翠.浅谈混凝土裂缝的成因与控制措施[J].山西建筑,2006,32(12):121-122.

［2］张胜伟.浅析混凝土裂缝的成因与分类[J].山西建筑,2006,32(12):135,136.

［3］王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

［4］高天清.北京城市轨道交通预应力混凝土箱梁的裂缝控制[J].商品混凝土,2004,1(1).

［5］何丹,韩立林,游宝坤,邱则有.超长大面积现浇混凝土空心楼板的裂缝[J].建筑技术,2002,33(4).

［6］冯丽,顾渭建.高层建筑超长结构无缝设计裂缝控制的建筑与结构技术[J].哈尔滨建筑大学学报,2002,35(2).

［7］李东,连之伟.现浇混凝土楼板设计施工过程中的裂缝控制[J].上海交通大学学报,2005,39(5).