水泥基材料開(kāi)裂的原因———混凝土裂縫

時(shí)間：2019-07-05作者：河南康固爾新材料科技有限公司瀏覽：162

 

混凝土開(kāi)裂是混凝土工程的通病。當(dāng)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(lái)根本性變化，但同時(shí)也增加了現(xiàn)代混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)對(duì)現(xiàn)代混凝土的認(rèn)識(shí)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(guò)度追求工程進(jìn)度不僅造成混凝土得不到充分養(yǎng)護(hù)，同時(shí)勢(shì)必導(dǎo)致混凝土追求高早強(qiáng)。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(mèng)教授認(rèn)為應(yīng)用辯證的概念認(rèn)識(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)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(wú)害范圍內(nèi)，減少無(wú)害裂縫，控制不出現(xiàn)、少出現(xiàn)有害裂縫，而有害與無(wú)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(shí)踐證明，裂縫的可修復(fù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)易魚(yú)變形縫。

2、沈陽(yáng)建筑大學(xué)教授張巨松從材料方面的因素對(duì)混凝土開(kāi)裂進(jìn)行了解讀，他認(rèn)為，近年來(lái)我國(guó)混凝土開(kāi)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(qiáng)度等級(jí)增加以及大體積混凝土用量增加的原因。

3、廉慧珍教授認(rèn)為，按整體論的觀(guān)點(diǎn)，裂縫是一切侵蝕性介質(zhì)侵入的通道，已有裂縫的擴(kuò)展比新產(chǎn)生裂縫容易；已有裂縫的開(kāi)展比新生成裂縫容易，所以早期開(kāi)裂后期必然開(kāi)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?？刂圃缙诹芽p可減少后期裂縫的寬度和數(shù)量。

4、錢(qián)覺(jué)時(shí)認(rèn)為，早期因收縮開(kāi)裂是混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要誘因，過(guò)大內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力足以導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。開(kāi)裂應(yīng)力還與混凝土彈性模量，是否開(kāi)裂與開(kāi)裂應(yīng)力大小、混凝土抗拉強(qiáng)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(shí)間顯著提前，養(yǎng)護(hù)需要提前，養(yǎng)護(hù)方法需要改進(jìn)。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代混凝土的發(fā)張要求。

5、宋少民強(qiáng)調(diào)，目前我國(guó)住建部有強(qiáng)烈的意愿迅速推進(jìn)高強(qiáng)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(jī)，即是傳統(tǒng)思維和功利思想。有人批評(píng)當(dāng)今高強(qiáng)混凝土工程時(shí)說(shuō)過(guò)一句值得深思的話(huà)：用沒(méi)有必要的高強(qiáng)換來(lái)了更多的開(kāi)裂。

那么，為什么保證混凝土結(jié)構(gòu)抗裂比追求強(qiáng)度較重要？宋少民建議，混凝土結(jié)構(gòu)安全重視強(qiáng)度，目前結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度越來(lái)越高。但是應(yīng)該意識(shí)到高強(qiáng)未必就耐久，人們可能認(rèn)為高強(qiáng)混凝土密實(shí)，密實(shí)的混凝土耐久，這里需要一個(gè)前提就是不開(kāi)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(dá)到混凝土同期抗拉強(qiáng)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(qiáng)度提高，彈性模量提高，松弛能力減小；較高溫度下成長(zhǎng)的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)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(lái)控制早期裂縫的形成：

1、技術(shù)路線(xiàn)：

1、控制開(kāi)裂因素

廉慧珍教授認(rèn)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(kāi)裂敏感性，盡量降低強(qiáng)度，減小用水量，使用開(kāi)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(hù)

錢(qián)覺(jué)時(shí)教授認(rèn)為，混凝土早期裂縫控制的關(guān)鍵點(diǎn)是要重視早期養(yǎng)護(hù)，在實(shí)際施工中可用技術(shù)和材料較多，比如養(yǎng)護(hù)劑、覆蓋養(yǎng)護(hù)、單分子膜養(yǎng)護(hù)劑等。其中他提到了減縮劑外涂養(yǎng)護(hù)技術(shù)、內(nèi)養(yǎng)護(hù)技術(shù)以及內(nèi)養(yǎng)護(hù)與膨脹劑的復(fù)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(jì)也必須進(jìn)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(xiàn)。同時(shí)，要進(jìn)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(lái)控制是錯(cuò)誤的。他認(rèn)為，相比水膠比來(lái)說(shuō)，用水量對(duì)控制開(kāi)裂較為重要。

早起裂縫的控制各方有責(zé)

混凝土耐久性的提升是系統(tǒng)工程：設(shè)計(jì)、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(hù)，哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)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(yàn)，就像任一新建構(gòu)筑物都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)一樣。

廉慧珍教授認(rèn)為，建設(shè)主管方應(yīng)該對(duì)工期、強(qiáng)度要有符合混凝土工程規(guī)律的合理要求；設(shè)計(jì)方則應(yīng)該除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，做好構(gòu)造設(shè)計(jì)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(yàn)收拌和物等環(huán)節(jié)；質(zhì)量檢測(cè)和監(jiān)督方面要負(fù)起檢測(cè)、監(jiān)督的責(zé)任。

對(duì)于管理的建議，廉慧珍希望業(yè)內(nèi)人士首先要加強(qiáng)合同意識(shí)，拒絕霸王條款；其次是加強(qiáng)檔案管理的工作；*三，社會(huì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)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(dāng)作自家的事來(lái)做；最后，底線(xiàn)較重要，否則就要付出代價(jià)。

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(shí)度（無(wú)開(kāi)裂但可能密實(shí)度較低），很多降低混凝土早期開(kāi)裂技術(shù)可以明顯提高混凝土表層密實(shí)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(duì)所用骨料進(jìn)行堿活性試驗(yàn)；


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