浅论预拌混凝土裂缝成因与防治

浅论预拌混凝土裂缝成因与防治提要：预拌混凝土裂缝的频频出现，也让人非常头疼。找出原因，拿出对策，落实措施，消灭裂缝是我们每一位混凝土工作者的责任

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　　浅论预拌混凝土裂缝成因与防治

　　1预拌混凝土以其进度快、质量好、劳力省、消耗低、技术先进、现场文明等诸多优点，已成为城市建筑业不可缺少的重要组成部分，越来越受到人们的欢迎，是国家建设部重点推广项目，已列入建设部“十五”发展规划和到2010年十年发展规划。目前我国许多城市都已制定了限制现场搅拌，推广使用预拌混凝土的强制性措施，有的城市甚至已经取消了预制楼板，这给预拌混凝土的发展带来了大好的机遇。然而，预拌混凝土裂缝的频频出现，也让人非常头疼。找出原因，拿出对策，落实措施，消灭裂缝是我们每一位混凝土工作者的责任。

　　严格地讲，无裂缝的结构几乎没有，关键是如何控制有害裂缝的出现。区分裂缝有害、无害，日本学者对有害裂缝给出的这样的定义：

　　前提条件：贯通性的收缩开裂为对象。室外受雨水作用及曝晒，担心内部钢筋受到腐蚀的某种情况下，这时的有害裂缝宽度为0．3mm以上。室内的有害裂缝宽度为0．6mm以上。

　　2混凝土的收缩及其影响因素

　　混凝土的收缩主要有塑性收缩、自收缩、干燥收缩和碳化收缩。

　　2.1塑性收缩

　　塑性收缩是新拌混凝土失水引起的收缩。它的失水是由表面脱水而引起。新拌混凝土颗粒之间的空间完全充满水，当高风速、低相对湿度、高气温和高的混凝土温度等因素作用时，水从浆体向表面移动，从表面脱水，这时，产生毛细管负压力，随着失水增加，毛细管负压逐渐增大，产生收缩力，使浆体产生收缩。当收缩力大于基体的抗拉强度时，就会使表面产生开裂。据试验，混凝土早期塑性收缩最大速率发生在浇筑后1～4小时，此后收缩平缓。因此在收缩速度较大的时期特别要采取保护措施以避免混凝土开裂。

　　影响混凝土塑性收缩的主要因素是风速、相对湿度、气温和混凝土本身的温度。高风速、低相对湿度、高气温和高的混凝土温度将使混凝土的失水加剧，从而增加塑性收缩。混凝土的收缩在夏季最为严重。据认为，若混凝土表面脱水速率超过0．5kg/（m2·h），则失水速率将大于渗出水到达混凝土表面的速率，并造成毛细管负压，引起塑性收缩，如蒸发速率超过1．0kg/（m2·h），需采取预防开裂的措施。

　　2.2化学减缩

　　化学减缩主要是无水熟料与水起化学反应，使固相体积逐渐增加而水泥—水体系的总体积逐渐减少的缘故。具体地说是由水化前后反应物和生成物的平均密度不同所引起。如果进一步分析，则可以认为是水泥与水起化学反应过程中，原来的自由水成为水化产物的一部分，使它的比容由原来的1cm3/g变成约0．75cm3/g的缘故。也就是说，硅酸盐水泥的化学减缩量约为化学结合水的25%。因此可以认为，化学结合水量大的水泥，其最终化学减缩量也大。硅酸盐水泥的各个组成矿物有不同的化学减缩量，C3A的化学减缩量最大。C3A的收缩率是C2S的3倍，几乎是C4AF的5倍。因此C3A含量高的水泥易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。为了防止混凝土开裂，应尽量使用C3A含量低的水泥。

　　2.3干燥收缩

　　干燥收缩的主要原因是水分在混凝土硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。由于集料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩理论有：毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等，不论哪种学说，都是水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、又表及里，逐渐发展的。由于混凝土蒸发、干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，有时甚至一年半载，而且裂缝产生在表层很浅的位置，裂缝细微，有时呈平行线状或网状，常常不被人们注视。但是应当特别注意，由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

　　影响混凝土干燥收缩的因素主要有水泥品种、水泥用量、用水量、骨料品种、砂率、外加剂、掺合料、混凝土的养护等。水泥的干缩率为：矿渣硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>中低热水

　　泥>粉煤灰水泥。水泥用量、用水量大，干缩也大，砂率也有这种倾向。不同品种粗骨料对收缩的抵抗性为：石灰岩>安山岩>砂岩。使用石灰岩为粗骨料的混凝土比使用砂岩的混凝土，收缩可以降低20%～30%，因为石灰岩在干湿条件下基本上不产生伸缩变形，而砂岩则不同。质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰由于其比表面积小、需水量少，能降低混凝土干燥收缩值。某些减水剂有增大混凝土干燥收缩的趋势，使用时要注意。混凝土养护不好，干缩增大。

　　2.4碳化收缩

　　碳化收缩是大气中的CO2在存在水的条件下与水泥水化产物作用生成CaCO3、硅胶、铝胶和游离水而引起的收缩。产生收缩的原因在于这些游离水的蒸发。碳化作用必定产生游离水，这些游离水蒸发时产生毛细管张力，从而引起浆体收缩。碳化作用的实质是碳酸对水泥石的腐蚀作用。而碳化收缩则是由于碳化作用所产生的游离水的蒸发引起。但浆体在充分干燥和水饱和的场合都不易产生碳化作用。因为在完全干燥的场合毛细管水已蒸发，CO2无法在毛细管中形成碳酸，因此无法与水化产物直接作用，当然也就不会产生碳化收缩。而在水饱和的状态下，CO2很难进入毛细孔内，也无法在毛细管内形成的碳酸。正因为如此，碳化作用和碳化收缩均发生在混凝土表面。对碳化收缩影响最大的是相对湿度。

　　3混凝土裂缝产生的原因及其防治方法

　　如上所述，收缩是混凝土的固有特性，而混凝土结构的开裂除由于地基不均匀沉降、过早拆模或超负荷使用等因素外，一般都是由于混凝土收缩引起的。随着商品混凝土的普遍使用，混凝土的坍落度普遍比现场搅拌的大。特别是泵送混凝土的大量采用，更加剧了混凝土的收缩，裂缝出现的可能性更大。然而也仅仅是可能性而已，绝非必然。

　　但在现实工程中，裂缝确实存在。究其根源不外乎材料、施工、设计等方面的因素。解决裂缝的问题也主要从这三方面着手。据有关报道，由施工因素造成的混凝土早期裂缝可能占80%左右，因混凝土材料方面原因造成的裂缝可能占15%左右，因设计不当造成的裂缝可能占5%左右。下面本文就这三个方面，分别从产生裂缝的原因和如何进行防治等作一些探讨。

　　3.1混凝土材料方面

　

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