混凝土收缩裂缝产生原因及应对

混凝土收缩裂缝产生原因及应对

摘要：混凝土裂缝的成因复杂，本文试图从组成混凝土的原材料、配合比设计、施工成型以及其它间接原因进行收缩裂缝产生原因分析，并提出了应对建议。指出裂缝主要在于预防，但不要谈缝色变，过度预防，只要采取有效的技术经济手段控制有害裂缝的产生即可。

关键词：混凝土裂缝设计生产施工使用

Abstract: the causes of cracks of concrete complex, this article attempts from the composition of concrete materials, mixing ratio design, construction molding and other indirect cause shrinkage crack reason analysis, and proposed some measures. Points out that the crack lies mainly in the prevention, but don’t talk about sew the color change, excessive prevention, as long as effective technical economic methods to control the cracking of the harmful can.

Keywords: concrete crack design production construction use

混凝土裂收缩缝产生的原因极其复杂，涉及结构设计、混凝土生产和运输、施工成型和后期的使用。本文从承包商的角度，但不限于施工环节，而是对可能产生的裂缝原因进行追溯和延伸，全面系统地进行分析。承包商与设计方、生产方和业主方都有关联，可起到承上启下的作用，是裂缝控制中的最重要的环节。只有每个环节均注意考虑裂缝的防治，才能取得较好的效果，最大程度的减少裂缝产生，尤其是有害裂缝的产生。

一、组成混凝土的原材料品质不良导致裂缝

1、骨料品质的影响

众所周知，混凝土原材料的质量是混凝土产品质量的基础。在混凝土的组成材料中，任何一种材料的品质不合格，均可能导致混凝土产品质量的急剧下降。不论事先经过多么科学的设计，多么精确的计算，在原材料质量下降的条件下，一切的预期效果均可能无法实现。

当骨料处于严重风化的状态时，其自身强度也大大下降，最终导致混凝土的抗压强度不合格；且骨料表面与水化凝胶体之间的界面结合力的下降也容易使混凝土在其内部形成微小缺陷，这些缺陷就可能成为混凝土裂缝的原因之一；严重风化的骨料，其弹性模量大大降低，对于抵抗水泥浆体的收缩极为不利。

如果粗骨料的形状多呈异型，一方面影响混凝土的施工性能，导致混凝土无法达到理想的密实程度，对于耐久性不利；另一方面，当混凝土结构内部产生应力时，容易在骨料的尖锐项角处产生应力集中，导致混凝土开裂。

当细骨料的细度模数严重小于设计要求时，将大大增加混凝土的用水量，导致更大的收缩；当细骨料的细度模数严重偏大时，则又容易使混凝土中粗骨料离析和沉降，导致混凝土质量的不均匀，也是混凝土收缩开裂的一种形式。

当骨料的含泥量增大时，一方面导致用水量增大，使水化凝胶体的质量下降；另一方面，它将大大削弱骨料和凝胶体之间的界面强度，导致严重的收缩，最终使混凝土开裂。

因此，骨料品质对混凝土抗裂性能的影响是非常显著的。

2、水泥品质的影响

水泥是混凝土形成凝聚结构的核心材料，其品质的高低将根本性地决定混凝土的力学性能和耐久性。

水泥细度的影响。水泥的细度偏低，可能导致混凝土的流动性不高，抗压、抗拉强度也不会太高，其抵抗早期收缩应力的能力可能不足；水泥的细度太高，可能导致水化热集中，或大大增加混凝土拌合用水量，最终使混凝土收缩增大。

水泥中活性掺合料超标严重时，将导致严重的早期强度不足或混凝土收缩增大，并影响混凝土正常的凝结硬化。水泥的安定性不良时，将直接导致混凝土结构的破坏。水泥的含碱量超标严重时，可能导致碱骨料反应。

总之，水泥质量的严重偏差，将引起混凝土结构形成无法弥补的缺陷。

3、掺合材料品质的影响

合理使用掺合材料，可改善混凝土的诸多性能：水化放热平缓，峰值下降；改变凝胶体的孔结构，减小收缩，提高抗渗性能；增强抗腐蚀能力等。但当掺合材料的品质不良时，不但达不到其改善混凝土性能的效果，反而带来不利影响：如降低混凝土的抗碳化能力，增加混凝土的需水量和收缩量，降低混凝土的强度，削弱凝胶体与骨料之间的界面结合力。这些不利影响，都将使混凝土开裂的几率大大增加。

4、外加剂品质的影响

外加剂如果达不到设计要求的减水效果，势必增加混凝土的用水量，影响正常的水灰

比控制，增加混凝土收缩；外加剂的引气作用、早强作用若达不到预期要求，则对混凝土在早期低温下的抗冻抗裂性有较大的影响。

5、水质的影响

有些混凝土生产企业对于拌合用水的质量极不重视。很多企业利用城市河道中的水经过简单的沉淀即用于混凝土的生产，其水质达不到要求。这可能导致重要结构混凝土内的钢筋锈蚀，或对外加剂性能的正常发挥产生不利影响，甚至对于混凝土的正常凝结硬化和强度值均产生不良影响。这也可能成为混凝土抗裂性能下降的一个原因。

二、混凝土配合比对收缩性影响

1、配合比中的骨料体积含量

混凝土配合比中骨料的体积含量对于混凝土的收缩性能有着重要影响。对于普通混凝土而言，骨料的弹模较高，它对凝胶体的收缩产生抵抗作用，对提高混凝土的抗裂性有利。一般而言，混凝土中的骨料体积达到70%时，混凝土的收缩量趋于平稳的较小值。如果在较高强度的混凝土中，水泥和掺合料的用量得不到控制，致使骨料体积含量低于68%时，混凝土的收缩值将大大增加。因此，在这样的情况下，应当选择合适的高效外加剂，最大限度地减小用水量和胶凝材料总量。

2、配合比中的掺合料用量

目前，普通混凝土中经常使用的活性掺合料主要有粉煤灰、水淬矿渣粉和硅灰。

硅灰由于比表面积很大，在混凝土拌合生产时需水量增大，其掺量一般不宜大于10%，

否则，将使混凝土的收缩值急剧增加。

对于矿渣粉，有的研究报道其掺量对混凝土的收缩没有明显的影响，而有的研究结果却表明，矿渣粉的掺量宜控制在15%以下，否则将导致混凝土的较大收缩。笔者认为，由于诸多的试验研究之间，不单是矿渣粉自身的成分可能存在较大的差别，与其搭配的水泥、骨料、粉煤灰、外加剂等都可能存在较大的性能差异。因而，往往导致不同试验结果的产生。对于具体的工程，在不同的地域条件下，应当依据已有的实际试验经验进行合理的配合比设计。

对于粉煤灰，则大多数试验结果表明，当其掺量在20%～30%之间时，对于减小混凝土的收缩有利，其原因在于：粉煤灰掺量不足时，它仅仅起到了改变凝胶体毛细孔结构的作用，使混凝土收缩值增大；而当粉煤灰的掺量处于合适的范围内时（根据粉煤灰不同的性能参数，此范围应当各有差异），它在改变浆体毛细孔结构尺寸的同时，又通过与Ca(OH)2的反应修复混凝土内部形成的早期细微缺陷或堵塞了对含水量敏感的毛细孔收缩,因而对提高抗裂性有利。当粉煤灰的掺量超过一定的限度时，多余的粉煤灰不能完全参与反应，只会降低凝胶体与骨料界面的结合力，使混凝土的收缩性增大，同时对混凝土的抗碳化能力也有不利。