探究混凝土配合比和原材料对裂缝的影响论文_霍建新

探究混凝土配合比和原材料对裂缝的影响论文_霍建新

上海振南工程咨询监理有限责任公司 上海 200063

摘要:在二十一世纪的现代化城市建设中,混凝土结构的楼房还是主流。混凝土在工程建设中占有重要地位,而混凝土的裂缝较为普遍,几乎无处不在。尽管我们在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有发生,如何预防混凝裂缝的产生,提高混凝土的使用寿命便成为了人们普遍关注的问题。本文主要对混凝土配合比和原材料对裂缝的影响进行分析,希望本文论述的内容,在优化混凝土质量方面有所帮助。

关键词:混凝土配合比;原材料;裂缝;影响

1 引言

现代建筑施工进程中,混凝土裂缝问题是迫切需要处理的问题,在优化工艺材料及施工技术等方面,应最大限度的降低混凝土裂缝问题出现的概率。基于现阶段多数混凝土均是带缝施工这一实况,其或多或少对结构的使用年限以及完整性构成一定的威胁。裂缝问题无法得到彻底的根治,但是可以积极的实施防治对策,全面了解混凝土配合比和原材料对裂缝的影响关系是极为必要的。

2 混凝土裂缝产生的原因

一是原材料质量与混凝土施工标准不相符。混凝土结构体是由水泥、细骨料、石子,以一定比例搅拌而成的,在搅拌缺乏充分性或水灰比缺乏合理性的情况下,混凝土结构体就可能出现裂缝现象。此外混凝土浇筑和养护中随水泥氧化还原过程结构体内外温度大幅度波动,骨料与外加剂添加量也是其裂缝产生的诱因;二是混凝土施工条件缺乏合理性。尤其是在炎热的夏季、冬季,混凝土浇筑质量无法得到保障;三是混凝土结构体后续养护工作不到位;混凝土硬度得不到有效的维护,昼夜温差较大加速了水泥水化速率,此时混凝土结构体塑化性能降低,加大了裂缝出现的概率。

3 原材料对混凝土裂缝的影响

3.1 水泥

从材料的选择上来判断选用的水泥,对于不同的水泥会有不同的使用效果,想要达到预防混凝土温度裂缝产生的问题,可以参考以下措施:(1)在对水泥进行选择的时候,值得注意的是要选择水化热这个值比较小的,因为水化速度快和水化热大,对混凝土抗裂性能影响非常有害。(2)选择水泥中C3A/C4AF比和Na2O和K2O含量比较少的。(3)根据相关规定要求,对搅拌混凝土中的水灰比这个值控制,还要多添加一些高效减水剂,减少水泥和水的用量。(4)在混凝土浇筑之前,一定要用水把基层和模板的水泥进行湿润处理。(5)及时做到保护休养工作,防止高温辐射带来的影响,因此要对其采取遮阳防护措施,保证模板有一定的湿润度,一是能够使水泥的用量变少,二来能够抑制碱骨料反应。

3.2 骨料

(1)粗骨料对混凝土裂缝的影响。(一)混凝土的组成部分包括水泥、碎石,因此当水泥、碎石的体积发生变化的时候,那么一定会引起混凝土的收缩,粗骨料在混凝土中对水泥、碎石的体积变化有着牵制的作用,能够有效抵抗收缩。因为在混凝土中骨料含量的多少,也会影响到混凝土的收缩,当含量越多时,收缩量就会越小;骨料粒直径与变形阻力成正比例,骨料粒直径越小变形阻力越小,混凝土收缩的能力加强,收缩阻力变小,导致混凝土收缩增大。(二)相比之下粗骨料的岩石种类对混凝土弹性模量相对处于较高状态,那么它的干缩性是比较小的;当粗骨料的混凝土线胀系数越小时,那么它由于温度影响而产生的变形也就会越小,抵抗裂缝的功能就会变得更强大。(三)如果骨料中含有具有活性的活泼氧化硅这种物质时,很容易发生碱骨料反应,从而导致混凝土发生膨胀裂缝。(2)细骨料对混凝土裂缝的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆细骨料与粗骨料是两种相对立的材质,所以对混凝土裂缝的形成也是相反的,由于细骨料的等级配置、细度模数、含有泥沙量、表面性状及含有砂石比例等这些成分对能够引起混凝土的自身属性的变化。也就会直接或间接导致混凝土体积发生变化,混凝土收缩性功能,混凝土约束裂缝的能力发生改变,致使膨胀时和塑态时易产生的裂缝发生变化。

3.3 外加剂

第一,减水剂作用。(1)在减少单位用水量,保持混凝土坍落度相等的时候,在混凝土中添加普通减水剂后,相比单位条件下就可以减少5~10%的用水量,高效减少剂添加后单位用水量可以减少10-20%,可以在很大程度上使干缩裂缝变少。(2)降低混凝土水灰比。在混凝土坍落度一样的条件下,粗骨料用量增加将导致混凝土弹性模量有一定的增多,因而能够增强混凝土抵抗收缩能力。(3)缓凝减水剂的加入能够使水化过程中散发出来的热量的速度变慢,水化热降低,减缓最高峰值及早出现,会使温度应力减小,混凝土抗裂能力将会提高。第二,膨胀剂的作用。膨胀剂是一种能够让混凝土的体积发生变化的外加剂。在混凝土中加入膨胀剂能够有效的补偿混凝土体积变小、收缩和温度变形,提高混凝土本身的密实性和防水性,防止开裂。在这里需要注意的是,在使用中一定要严格按照规定的量来添加,添量较少对于补偿收缩的作用效果不大,添加量过多也会损坏混凝土的结构。

4 混凝土配合比对裂缝的影响

4.1 水灰比

水灰比越大,干缩越大,一般高强混凝土的水灰比较小,对后期干缩有利,但由于水泥浆量或胶凝材料较多以及高效减水剂的作用,比中低强度混凝土收缩大,而且随着强度提高拉压比降低。增大水灰比和单位用水量可减少混凝土的塑性初裂蒸发率和总蒸发率,有利于混凝土抵抗早期塑性收缩裂缝,反之,低水灰比是不利的。一般当水灰比降低到0.40以下时,混凝土的抗裂能力显著降低,出现早期塑性开裂的风险会加大,因此,在配置混凝土时,不要追求过低的水灰比,而是要在满足强度设计要求的情况下,选择合适的水灰比。

4.2 砂率

砂率值的是依照混凝土拌合物的坍落度、粘聚性以及含水性进行设定。若砂率值设置缺乏合理性,混凝土搅拌物就会出现离析与泌水现象,同时在混凝土成型振捣环节中也会出现离析现象,混凝土表皮水分含量过多,造成一定量粗骨料滞留在结构物底端这一问题出现,此时混凝土表皮就会出现干缩裂缝。此外在砂率值过大的情况下,混凝土结构中就会出现冗余的砂浆,此时混凝土弹性模量有所降低,结构体在承受建筑重力环节上愈显力不从心,局部开裂现象由此衍生出来。

4.3 外加剂用量

外加剂在混凝土配制环节中的应用,在节省水泥用量、优化混凝土强度与性能等方面均体现巨大优越性。正因如此,为了做好混凝土配合比,事先规划好外加剂用量是基础。基于外加剂质量优劣程度与混凝土质量高低息息相关,例如会降低其使用性能,甚至使混凝土结构报废问题出现等实况,科学的选择外加剂是极为必要的。例如减水剂在应用过程中减水效率意外提升会使混凝土中自由水含量大幅度增加,此时拌合物的坍落度增大,泌水离析现象极易出现,强度质量大幅度降低,冗余的水分自行从混凝土表面渗出,使混凝土表面出现干缩裂缝。此外,冗余的水分若长期滞留在混凝土内部,待硬化后会形成大量缝隙,若此时施工温度过低,缝隙内水就会凝结成冰,结构体容积变大出现膨胀现象。

5 结束语

总之造成混凝土出现裂缝现象的原因是多样化的,除了原材料质量以及配合比以外,还与周边环境、气候条件、设计、浇筑工艺水平、一次浇筑混凝土体量等影响因素密切相关。施工人员应该在实践中不断总结经验,对原材料采购、运输、管理以及应用环节进行严格把关,对配合比参数进行科学设定,合理选择外加剂与掺合料,同时创造优质化施工及混凝土初凝后的养护措施完善条件,最大限度的降低混凝土裂缝问题出现的概率。

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论文作者:霍建新

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期

论文发表时间:2018/1/24

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