影响商品混凝土收缩变形的主要因素及其综合控制措施研究

崔玉梅

（宁夏煤炭基本建设有限公司，宁夏 银川 750200）

0 引言

商品混凝土生产将混凝土的小生产方式的变成集中的专业化的生产系统，以商品的形式向用户供应混凝土，并将混凝土的搅拌、运输和布料(或布料由用户自己完成)三个工序紧密的结合在一起，给混凝土工程施工带来一些根本性的变革。

1 影响普通混凝土收缩因素分析

1.1 水泥品种及用量

水泥品种对混凝土收缩较大。对纯熟料水泥，水泥净浆收缩主要取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。一般来说，C3A含量大、细度较细的水泥收缩较大，石膏含量不足的水泥也具有较大的收缩，而水泥中的SO3一般来讲，混凝土强度越高，水泥用量就越大，单方用水量和水胶比也减小。随着水胶比的增加收缩应变越来越小，在用水量一定的条件下，混凝土收缩随水泥用量的增加而增大，可见降低水泥的用量是控制收缩的一个措施，但水泥用量又影响着混凝土的强度，两者是矛盾的，关键在于找到合理的水泥用量，在保证强度的前提下尽量减少水泥的用量。

1.2 骨料品种及含量

骨料是影响混凝土干缩的主要因素之一。这里主要指骨料的种类、含量及弹性模量。

在普通骨料范围内，混凝土干缩变化比很大。根据有关资料，砂岩骨料混凝土的干缩最大，石灰岩和石英岩骨料的干缩都较小。天然普通骨料本身一般是不收缩的，但有些粗粒岩石和其他一些岩石收缩可达900×10-6。轻骨料通常导致较高的收缩，这是由于骨料弹性模量低及吸水率大，对水泥浆固有收缩的抑制作用减弱所致。

混凝土中发生收缩的主要组分是水泥石，因此减小水泥石的相对含量，也就是增加骨料相对含量，可以减小混凝土干缩。另一方面，骨料对水泥石收缩有限制作用，所以骨料含量对混凝土收缩有很大的影响。

骨料的弹性性质决定抑制水泥石收缩的程度。例如，钢骨料混凝土的收缩比普通骨料混凝土的低1/3，而膨胀页岩骨料混凝土的收缩比普通骨料混凝土的高l/3。混凝土收缩明显地随骨料弹性模量增大而减小。

1.3 混凝土配合比

根据国内外大量试验研究资料和实际工程例子，混凝土的配合比是影响其收缩的最关键的因素之一。在原材料一定的情况下，混凝土配合比对干缩有很大的影响，这里主要指单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率及灰浆率等参数。

混凝土干缩随用水量的增加而加大，但幅度不及水灰比对干缩的影响。砂率对混凝土收缩有一定的影响，在配合比相同的条件下，随着砂率的增大而增大，但加大的幅度较小。而用水量低的贫混凝土、碾压混凝土，砂率低的干硬性混凝土，一般收缩都比较小。

总之，混凝土干缩随单位用水量、水泥用量及水灰比的增加而加大。

1.4 外加剂种类和掺量

混凝土添加剂用量大的主要有减水剂、引气剂及早强剂，它们对混凝土收缩的影响。

1.5 养护条件

养护条件对混凝土的收缩影响非常明显。这里的条件主要指的是空气相对湿度、温度、覆盖层的类型等。本次试验的三种养护条件主要意在模拟温湿度变化对商品混凝土收缩的影响。

空气相对湿度对混凝土的收缩影响很大，空气相对湿度越低，混凝土收缩值越大，这是显而易见的，本次试验也得到了同样的结论。据有关资料显示:混凝土收缩随空气相对湿度的增加而减小，直至相对湿度100%时表现为湿胀。同时，混凝土收缩的绝对值远远大于在水中的膨胀值。

空气温度的升高将导致混凝土干缩增大。混凝土长期处于日晒或阴凉状态，其收缩是不同的，长期处于日晒状态下的混凝土比阴凉状态下的要大得多。

混凝土表面使用各种覆盖物和涂料，可以减小混凝土中的温度梯度，从而降低收缩应力，混凝土收缩也相应减小。实践证明:用薄膜覆盖加洒水可使混凝土收缩比日晒状态下明显减小。

2 商品混凝土收缩裂缝综合控制措施

2.1 选材配合比设计方面

2.1.1 胶凝材料

宜采用水化热较低的水泥，不宜采用早强水泥，以降低早期温升。每立方米混凝土中水泥用量不应过多。为了降低混凝土的水化温度和改善混凝土拌合物的工作性能，应掺加适量的粉煤灰等掺合物，粉煤灰至少应符合II级灰的要求，尽可能采用I级灰，因为I级灰微珠多，可降低用水量，改善混凝土流动性，粉煤灰掺量一般为胶凝材料总量的20-25%。

2.1.2 细骨料

宜采用级配良好的中、粗砂，细度模数大于2.6。砂率过大容易收缩;砂率过少又容易离析泌水，建议控制在40%左右。

2.1.3 粗骨料

宜采用级配良好的碎石或卵石。

2.1.4 减水剂

为了降低混凝土的早期温升，应采用缓凝型高效减水剂，掺量应根据工作度需要而定，并应注意其与水泥的相容性。

2.1.5 膨胀剂

为了降低混凝土收缩引起的裂缝，宜掺加具有补偿收缩、增强抗裂性能的膨胀剂，掺量为水泥用量的10%左右。

2.1.6 用水量

为了降低收缩和减少混凝土拌和物的离析和泌水，在保证拌和物工作度满足施工的条件下用水量不宜过大。

2.1.7 坍落度控制

在施工和易性允许的情况下，尽量降低混凝土坍落度，例如水平泵送或向低处泵送的混凝土，坍落度应尽可能控制在140mm以下。坍落度小了，加水量随之降下来，对减少混凝土收缩有利。

2.2 施工管理控制方面

2.2.1 严格施工技术要求

①称重应严格按配比要求，注意砂子、石子含水率测定，并在用水量中扣除砂，石中的含水。严禁拌料出机后外加水。从本次试验看，第三第四两组由于用含水率为1%和3%湿砂直接代替干砂，造成配合比不当，水灰比增大，而对商品混凝土的收缩起了明显的影响作用。

计量允许误差:砂、石为±2%，其它为±1%。

②混凝土拌制应使用强制式搅拌机，砂+石拌5秒，投入胶凝材料(水泥+膨胀剂+粉煤灰)，加水及减水剂拌和30-40秒。

③搅拌车运到现场后，应快速搅拌10秒钟并测定坍落度，如因堵车运输时间过长可再掺入一定量的外加剂，但一定要有技术人员计量加入，不能加水。

④支模应牢固，变形小。钢模板用对拉锚钢筋，切断时间应尽量短，否则混凝土易开裂。浇注前用水湿润溜槽和模板。

⑤施工时要注意振捣均匀，避免出现局部过振形成的砂浆集中，否则局部易出现塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝。严禁用插入式振捣器赶料。

⑥初凝前后及时反复抹压，使己出现的塑性收缩裂缝愈合。如表面己开始硬结，人力抹压不动时，应采取二次振捣的方法，趁初凝前后水泥晶胚开始形成之际，使重新组成的混凝土结构进一步密实化。

⑦顶底板蓄水养护，先浇注的混凝土初凝后，立即覆盖湿麻袋养护，待混凝土全部初凝后蓄水养护9d，侧墙挂草帘或麻袋淋水养护，每隔24小时淋一次水，养护时间应超过1周。

⑧严格控制拆模时间。在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除侧模。拆除侧模后应立即浇水覆盖塑料薄膜养护，或喷涂养护剂养护。底模拆除必须按规范要求执行，跨度小于8m的梁、板等结构物混凝土的设计强度等级标准值必须≥75%，跨度大于8m的梁、板等结构物在混凝土设计强度等级标准值必须≥100%时方可拆模，否则将会影响结构物的安全。

2.2.2 做好温度控制

要求浇注温度≤30℃，热天可放宽至35℃;混凝土内部的最高温升≤65℃，混凝土内部与表面(或环境)温差≤20℃，混凝土表面与养护水的温差≤15℃。施工过程要进行测温监控。

2.2.3 充分并合理利用控制缝、后浇带、滑动层、构造配筋等控制开裂的手段和措施。

3 结束语

总之，混凝土结构裂缝的出现是不可避免的，关键问题是如何将其早期控制在可以接受的范围之内，而不致影响结构的自身性能和安全性能。然而，实际工程中由于缺乏对混凝土早期裂缝机理系统的研究和认识，往往采用了不合理的抗裂结构设计，不充分的养护，或者不正确的施工工序，从而直接加剧了裂缝的生成和开展，使其超出可接受的范围，而带来安全性、使用性等一系列的问题，造成人力和物力的极大浪费。

［1］富文权，韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制[M].中国铁道出版社，2002.

［2］冯乃谦.商品混凝土在施工应用中的开裂与对策[J].混凝土，2000（9）：3-6.