水泥基材料開裂的原因———混凝土裂縫

時間：2019-07-05作者：河南康固爾新材料科技有限公司瀏覽：163

 

混凝土開裂是混凝土工程的通病。當前，現(xiàn)代混凝土由于高效減水劑發(fā)展和廣泛使用而帶來根本性變化，但同時也增加了現(xiàn)代混凝土開裂風險，設(shè)計、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)對現(xiàn)代混凝土的認識不夠，泵送混凝土施工工藝的發(fā)展也使得混凝土裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。隨著工程建設(shè)模式的改變，過度追求工程進度不僅造成混凝土得不到充分養(yǎng)護，同時勢必導致混凝土追求高早強。那么，裂縫是如何一步一步的影響和摧毀混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性呢？

1、王鐵夢教授認為應(yīng)用辯證的概念認識混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，即裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，工程師的全部藝術(shù)是把裂縫控制在無害范圍內(nèi)，減少無害裂縫，控制不出現(xiàn)、少出現(xiàn)有害裂縫，而有害與無害的界限由生產(chǎn)工藝和生活條件及結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。實踐證明，裂縫的可修復性遠遠易魚變形縫。

2、沈陽建筑大學教授張巨松從材料方面的因素對混凝土開裂進行了解讀，他認為，近年來我國混凝土開裂主要是有由于水泥發(fā)生了變化、泵送混凝土（外加劑、漿骨比）、混凝土強度等級增加以及大體積混凝土用量增加的原因。

3、廉慧珍教授認為，按整體論的觀點，裂縫是一切侵蝕性介質(zhì)侵入的通道，已有裂縫的擴展比新產(chǎn)生裂縫容易；已有裂縫的開展比新生成裂縫容易，所以早期開裂后期必然開裂，早期不裂的后期未必不裂，但是盡量減少早期形成的收縮應(yīng)力則是必要的。控制早期裂縫可減少后期裂縫的寬度和數(shù)量。

4、錢覺時認為，早期因收縮開裂是混凝土結(jié)構(gòu)開裂的主要誘因，過大內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力足以導致混凝土開裂。開裂應(yīng)力還與混凝土彈性模量，是否開裂與開裂應(yīng)力大小、混凝土抗拉強度有關(guān)。現(xiàn)代混凝土的水膠比變低，泌水速率減小，混凝土表層較容易變干；初裂時間顯著提前，養(yǎng)護需要提前，養(yǎng)護方法需要改進。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法已不能滿足現(xiàn)代混凝土的發(fā)張要求。

5、宋少民強調(diào)，目前我國住建部有強烈的意愿迅速推進高強混凝土的應(yīng)用。希望大幅度提高其在混凝土中的比例，這里面潛在很大的危機，即是傳統(tǒng)思維和功利思想。有人批評當今高強混凝土工程時說過一句值得深思的話：用沒有必要的高強換來了更多的開裂。

那么，為什么保證混凝土結(jié)構(gòu)抗裂比追求強度較重要？宋少民建議，混凝土結(jié)構(gòu)安全重視強度，目前結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強度越來越高。但是應(yīng)該意識到高強未必就耐久，人們可能認為高強混凝土密實，密實的混凝土耐久，這里需要一個前提就是不開裂。

那么，產(chǎn)生早期裂縫的根本原因是什么？

廉慧珍教授總結(jié)：

混凝土的收縮變形在約束下產(chǎn)生的拉應(yīng)力達到混凝土同期抗拉強度的約65%；變形產(chǎn)生的應(yīng)力和混凝土同期的彈性模量與松弛能力有關(guān)；強度提高，彈性模量提高，松弛能力減小；較高溫度下成長的抗拉強度與抗壓強度的比值比較低溫度下的低。

由此，我們需要一系列的措施來控制早期裂縫的形成：

1、技術(shù)路線：

1、控制開裂因素

廉慧珍教授認為，首先要控制溫度和濕度；其次，要減少約束；*三，降低混凝土開裂敏感性，盡量降低強度，減小用水量，使用開裂敏感性的水泥，優(yōu)化骨料，使用抗裂性好的礦物摻和料；*四，成型工藝的施工是最后的和關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。

2、重視早期養(yǎng)護

錢覺時教授認為，混凝土早期裂縫控制的關(guān)鍵點是要重視早期養(yǎng)護，在實際施工中可用技術(shù)和材料較多，比如養(yǎng)護劑、覆蓋養(yǎng)護、單分子膜養(yǎng)護劑等。其中他提到了減縮劑外涂養(yǎng)護技術(shù)、內(nèi)養(yǎng)護技術(shù)以及內(nèi)養(yǎng)護與膨脹劑的復合等。

3、配合比做到“三低”

宋少民教授提出，為了獲得很好的抗裂性，混凝土配合比設(shè)計也必須進行一次重大的改變。即在保證和易性前提下遵循低水泥用量、低水膠比、低單位體積用水量的“三低”的混凝土配合比技術(shù)路線。同時，要進行理念的變化，所謂混凝土耐久性可以用控制水膠比的辦法來控制是錯誤的。他認為，相比水膠比來說，用水量對控制開裂較為重要。

早起裂縫的控制各方有責

混凝土耐久性的提升是系統(tǒng)工程：設(shè)計、原材料的選用、混凝土的生產(chǎn)、混凝土結(jié)構(gòu)施工、混凝土的養(yǎng)護，哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將給其他環(huán)節(jié)的控制增加非常大的難度。任一工程的混凝土耐久性，包括混凝土早期裂縫控制，不可能照搬其他工程，可參考其他工程的經(jīng)驗，就像任一新建構(gòu)筑物都需要進行設(shè)計一樣。

廉慧珍教授認為，建設(shè)主管方應(yīng)該對工期、強度要有符合混凝土工程規(guī)律的合理要求；設(shè)計方則應(yīng)該除結(jié)構(gòu)設(shè)計外，做好構(gòu)造設(shè)計盡量減小約束和應(yīng)力集中，合理配筋；施工方要注意混凝土拌和物試配和制備、混凝土成型工藝操作以及合理驗收拌和物等環(huán)節(jié)；質(zhì)量檢測和監(jiān)督方面要負起檢測、監(jiān)督的責任。

對于管理的建議，廉慧珍希望業(yè)內(nèi)人士首先要加強合同意識，拒絕霸王條款；其次是加強檔案管理的工作；*三，社會的轉(zhuǎn)型升級需要各行各業(yè)的努力，從業(yè)人員素質(zhì)的提高，基于全民素質(zhì)的提高，人人要從自己做起，把工程當作自家的事來做；最后，底線較重要，否則就要付出代價。

探究混凝土耐久性的提升技術(shù)

技術(shù)1：將表面裂縫降低到盡可能低的程度，即早期裂縫控制；

技術(shù)2：提高混凝土表面密實度（無開裂但可能密實度較低），很多降低混凝土早期開裂技術(shù)可以明顯提高混凝土表層密實度；

技術(shù)3：地下結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮可能的硫酸鹽侵蝕，即包括控制混凝土較高溫度，以防止延遲鈣釩石生成，少用或不用石灰石粉；

技術(shù)4：如可能應(yīng)對所用骨料進行堿活性試驗；


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